Question

早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：

（1）可通过          方法区分晶体、和非晶体。

（2）基态Fe原子有           个未成对电子，Fe³⁺的电子排布式为           。可用硫氰化钾检验Fe³⁺，形成的配合物的颜色为            。

（3）新制备的Cu(OH)₂可将乙醛(CH₃CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu₂O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为                ，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为        。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是                    。

（4）Cu₂O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有            个铜原子。Al单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0.405nm，晶胞中铝原子的配位数为            。列式表示Al单质的密度                   g·cm^－3(不必计算出结果)。

Answer

（1）X-射线衍射；

（2）4；1s22s22p63s23p63d5 ；血红色；

（3）sp3、sp2；6NA；CH3COOH存在分子间氢键；

（4）16；12；；

【解析】

试题分析：（1）从外观无法区分三者，但用X光照射挥发现：晶体对X射线发生衍射，非晶体不发生衍射，准晶体介于二者之间，因此通过有无衍射现象即可确定，故答案为：X射线衍射；

（2）26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4个未成对电子，失去电子变为铁离子时，先失去4s上的2个电子后失去3d上的1个电子，因此Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，硫氰化铁为血红色，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5；血红色；

（3）乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6NA个σ键；乙酸分子间可形成氢键，乙醛不能形成氢键，所以乙酸的沸点高于乙醛；故答案为：sp3、sp2；6NA；乙酸存在分子间氢键；

（4）该晶胞中O原子数为4×1+6×+8×=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，即为16个；在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上，面心占，通过一个顶点可形成8个晶胞，因此该晶胞中铝原子的配位数为8×3×=12；一个晶胞中Al原子数为8×+6×=4，因此Al的密度ρ== =g•cm-3，故答案为：16；12；

【考点定位】考查原子核外电子排布、、配合物、化学键与晶体结构

【名师点晴】本题考查了晶体的性质、原子核外电子排布规律、共价键类型、氢键、杂化类型、晶胞配位数及密度的计算，综合性非常强，为历年高考选作常考题型，其中晶胞配位数以及密度的计算是本题的难点。在Al晶体的一个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子在通过这个顶点的三个面心上，面心占，通过一个顶点可形成8个晶胞。