Question

【題目】中國海軍航母建設正在有計劃、有步驟向前推進，第一艘國產航母目前正在進行海試。建造航母需要大量的新型材料。航母的龍骨要耐沖擊，航母的甲板要耐高溫，航母的外殼要耐腐蝕。

(1)鎳鉻鋼抗腐蝕性能強，Ni2+基態原子的核外電子排布為_______，鉻元素在周期表中______區。

(2)航母甲板涂有一層耐高溫的材料聚硅氧烷結構如圖所示，其中C原子雜化方式為_______雜化。

(3)海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。

①根據下表數據判斷：最有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是______填元素符號

②根據價層電子對互斥理論，預測ClO3－的空間構型為______形，寫出一個ClO3－的等電子體的化學符號______。

(4)海底金屬軟泥是在洋海底覆蓋著的一層紅棕色沉積物，蘊藏著大量的資源，含有硅、鐵、錳、鋅等。如右圖是從鐵氧體離子晶體Fe3O4中取出的能體現其晶體結構的一個立方體，則晶體中的離子是否構成了面心立方最密堆積？_____(填“是”或“否”)；該立方體是不是Fe3O4的晶胞？______(填“是”或“否”)；立方體中鐵離子處于氧離子圍成的_______(填空間結構)空隙；根據下圖計算Fe3O4晶體的密度為________g/cm3。(圖中a=0.42nm，計算結果保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d8 d sp3 Ⅰ 三角錐 SO32- 是 是 正八面體 5.2

【解析】

(1)Ni處于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，是d區金屬元素；

(2)聚硅氧烷中C形成4個單鍵；

(3)①根據第一電離能分析，第一電離能越小，越容易生成較穩定的單核陽離子；

②根據VSEPR理論判斷ClO3-的空間構型，價電子對數為VP=BP+LP，等電子體是指原子總數相同，價電子總數也相同的微粒；

(4)根據O2-的坐標分析，根據晶胞粒子的排布，該立方體不是Fe3O4的晶胞，立方體中Fe3+處于O2-圍成的正八面體空隙，根據密度公式ρ=計算。

(1)Ni處于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，Ni2+基態原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d8，鉻元素在周期表中d區；

(2)聚硅氧烷中C形成4個單鍵，所以C的雜化方式為sp3；

(3)①根據第一電離能分析，第一電離能越小，越容易生成較穩定的單核陽離子，所以有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是I原子；

②根據VSEPR理論判斷ClO3-的空間構型，價電子對數為VP=BP+LP=3+=4，VSEPR模型為四面體形，由于一對孤電子對占據四面體的一個頂點，所以其空間構型為三角錐形，等電子體是指原子總數相同，價電子總數也相同的微粒，則與ClO3-互為等電子體的是SO32-；

(4)晶胞中，O2-的坐標為（，0，0），（0，，0），（0，0，），（，，），將（，，）+(，，0)=（0，0，），將（，，）+（0，，）=（，0，0），將（，，）+（，0，）=（0，，0），剛好與前三個坐標相同，所以O2-作面心立方最密堆積，根據晶胞粒子的排布，該立方體是Fe3O4的晶胞，立方體中Fe3＋處于O2-圍成的正八面體空隙，以立方體計算，1個立方體中含有Fe3＋的個數為4×+×3=2個，含有Fe2＋的個數為1個，含有O2-的個數為12×+1=4個，假設取1mol這樣的立方體，即有NA個這樣的立方體，1mol立方體的質量為m=（56×3+16×4）g，1個立方體體積為V=a3nm3=a3（a×10-7）3cm3，則晶體密度為ρ=g/cm3=5.2 g/cm3。