Question

ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：
（1）H₂SeO₃的K₁和K₂分别为2.7×10^-3和2.5×10^-8，H₂SeO₄第一步几乎完全电离，K₂为1.2×10^-2，请根据结构与性质的关系解释：
①H₂SeO₃和H₂SeO₄第一步电离程度大于第二步电离的原因：

 

．
②H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强的原因：

 

．
（2）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ZnS晶体结构如右图所示，其晶胞边长为540.0pm，其密度为

 

g/cm³（列式并计算），a位置S^2-与b位置Zn²⁺之间的距离为

 

pm（列式表示）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：

分析：（1）①第一步电离后生成的负离子，较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；
②根据中心元素Se的化合价可以判断电性高低，电性越高，对Se-O-H中O原子的电子吸引越强，越易电离出H⁺；
（2）利用均摊法计算晶胞中Zn、S原子数目，进而计算晶胞质量，再根据ρ=

m

V

计算晶胞密度；
b位置黑色球与周围4个白色球构成正四面体结构，黑色球与两个白色球连线夹角为109°28′，计算a位置白色球与面心白色球距离，设a位置S^2-与b位置Zn²⁺之间的距离，由三角形中相邻两边、夹角与第三边关系：a²+b²-2abcosθ=c²计算．

解答： 解：（1）①第一步电离后生成的负离子，较难再进一步电离出带正电荷的氢离子，故H₂SeO₃和H₂SeO₄第一步电离程度大于第二步电离，
故答案为：第一步电离后生成的负离子，较难再进一步电离出带正电荷的氢离子；
②H₂SeO₃和H₂SeO₄可表示成（HO）₂SeO和（HO）₂SeO₂．H₂SeO₃中的Se为+4价，而H₂SeO₄中的Se为+6价，正电性更高，导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H⁺，H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强，
故答案为：H₂SeO₃和H₂SeO₄可表示成（HO）₂SeO和（HO）₂SeO₂．H₂SeO₃中的Se为+4价，而H₂SeO₄中的Se为+6价，正电性更高，导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移，越易电离出H⁺；
（2）晶胞中含有白色球位于顶点和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑色球位于体心，共4个，则晶胞中平均含有4个ZnS，质量为4×（87÷6.02×10²³）g，晶胞的体积为（540.0×10^-10cm）³，则密度为[4×（87÷6.02×10²³）g]÷（540.0×10^-10cm）³=4.1g?cm^-3；
b位置黑色球与周围4个白色球构成正四面体结构，黑色球与两个白色球连线夹角为109°28′，a位置白色球与面心白色球距离为540.0pm×

2

2

=270

2

pm，设a位置S^2-与b位置Zn²⁺之间的距离为y pm，由三角形中相邻两边、夹角与第三边关系：y²+y²-2y²cos109°28′=（270

2

）²，解得y=

270

1-cos109°28′

，
故答案为：4.1；

270

1-cos109°28′

．

点评：本题考查晶胞计算、分子结构与性质，晶胞计算需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力，难度较大．