Question

【题目】中国海军航母建设正在有计划、有步骤向前推进，第一艘国产航母目前正在进行海试。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击，航母的甲板要耐高温，航母的外壳要耐腐蚀。

（1）镍铬钢抗腐蚀性能强，Ni2+基态原子的核外电子排布为___________，铬元素在周期表中___________区。

（2）航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷结构如图所示，其中C原子杂化方式为___________杂化。

（3）海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。

①根据下表数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是___________填元素符号

②根据价层电子对互斥理论，预测ClO3－的空间构型为___________形，写出一个ClO3－的等电子体的化学符号___________。

（4）海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的资源，含有硅、铁、锰、锌等。如右图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体，则晶体中的离子是否构成了面心立方最密堆积？___________(填“是”或“否”)；该立方体是不是Fe3O4的晶胞？___________(填“是”或“否”)；立方体中铁离子处于氧离子围成的___________(填空间结构)空隙；根据上图计算Fe3O4晶体的密度为___________g·cm－3。(图中a=0.42nm，计算结果保留两位有效数字)

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d8 d sp3 Ⅰ 三角锥 SO32- 是 是 正八面体 5.2

【解析】

（1）Ni2+基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d8，铬元素在周期表中d区。

（2）聚硅氧烷中C形成4个单键；

（3）①根据第一电离能分析，第一电离能越小，越容易生成较稳定的单核阳离子；

②根据VSEPR理论判断ClO3－的空间构型，价电子对数为VP=BP+LP，等电子体是指原子总数相同，价电子总数也相同的微粒；

（4）根据O2－的坐标分析，根据晶胞粒子的排布，该立方体是Fe3O4的晶胞，立方体中Fe3＋处于O2－围成的正八面体空隙，根据密度公式ρ=m/V计算。

（1）Ni2+基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d8，铬元素在周期表中d区。

（2）聚硅氧烷中C形成4个单键，所以C的杂化方式为sp3；

（3）①根据第一电离能分析，第一电离能越小，越容易生成较稳定的单核阳离子，所以有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是：I；

②根据VSEPR理论判断ClO3－的空间构型，价电子对数为VP=BP+LP=3+（7-2×3+1）/2=4，VSEPR模型为四面体形，由于一对孤电子对占据四面体的一个顶点，所以其空间构型为三角锥形，

等电子体是指原子总数相同，价电子总数也相同的微粒，则与ClO3－互为等电子体的是SO32－；

（4）晶胞中，O2－的坐标为（1/2，0，0），（0，1/2，0），（0，0，1/2），（1/2，1/2，1/2），将（1/2，1/2，1/2）+(1/2，1/2，0)=（0，0，1/2），将（1/2，1/2，1/2）+（0，1/2，1/2）=（1/2，0，0），将（1/2，1/2，1/2）+（1/2，0，1/2）=（0，1/2，0），刚好与前三个坐标相同，所以O2－做面心立方最密堆积，根据晶胞粒子的排布，该立方体是Fe3O4的晶胞，立方体中Fe3＋处于O2－围成的正八面体空隙，以立方体计算，1个立方体中含有Fe3＋的个数为4×1/8+1/2×3=2个，含有Fe2＋的个数为1个，含有O2－的个数为12×1/4+1=4个，不妨取1mol这样的立方体，即有NA个这样的立方体，1mol立方体的质量为m=（56×3+16×4）g，1个立方体体积为V=a3nm3=a3（a×10-7）3cm3，则晶体密度为ρ=m/NAV=(56×3+16×4)/(6.02×1023)×(0.42×10-7)3g·cm－3=5.2g·cm－3。