Question

18．準(zhǔn)晶體亦稱為準(zhǔn)晶或擬晶，是一種介于晶體和非晶體之間的固體結(jié)構(gòu)．
（1）有一種由鋁、銅、鐵三種元素構(gòu)成的天然準(zhǔn)晶體化合物，分析該準(zhǔn)晶體組成的一種簡單方法是先將該準(zhǔn)晶體進(jìn)行粉碎，然后按如程序進(jìn)行實驗：
第1步：稱取38.99g 準(zhǔn)晶體，讓其與足量的NaOH溶液充分反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，收集得到21.84L 氫氣．
第2步：將1步反應(yīng)后的濁液過濾出固體，用蒸餾水洗滌，逐滴滴入6mol/L鹽酸，當(dāng)加入的鹽酸的體積為40mL時，固體不再溶解．
①鋁、鐵的第一電離能的大小關(guān)系為Fe＞Al（用元素符號表示）．
②根據(jù)以上實驗可確定該準(zhǔn)晶體的化學(xué)式為Al₆₅Cu₂₃Fe₁₂．
（2）錳與一種短周期元素A形成的凝固態(tài)是一種準(zhǔn)晶，已知A最外層子數(shù)等于其電子層數(shù)，且其中含有成對和不成對電子．
①錳原子在基態(tài)時的核外電子排布式為[Ar]3d⁶4s²．
②錳與A在準(zhǔn)晶體中的結(jié)合力為金屬鍵．（離子鍵、共價鍵、金屬鍵、分子間作用力）
③錳與A形成的準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)如圖所示，則該準(zhǔn)晶體的化學(xué)式為MnAl₁₂．
④過渡金屬配合物Mn₂（CO）_n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為34，則n=10．

Answer 1

分析 （1）①金屬性越強(qiáng)，金屬越易失電子，第一電離能越小；
②與足量的NaOH溶液充分反應(yīng)，只有Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，根據(jù)氫氣求出Al的物質(zhì)的量和質(zhì)量，剩余固體加鹽酸，其中的Fe與鹽酸反應(yīng)，根據(jù)鹽酸的物質(zhì)的量求出Fe的物質(zhì)的量和質(zhì)量，由總質(zhì)量求出Cu的質(zhì)量，利用物質(zhì)的量之比等于原子個數(shù)比計算；
（2）已知A最外層子數(shù)等于其電子層數(shù)，且其中含有成對和不成對電子，若含有2個電子層，則為Be，Be沒有未成對電子，不符合，若含有三個電子層，則為Al元素，Al含有成對和不成對電子，符合，所以A為Al元素；
①Mn為25號元素，核外有25個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫；
②Mn與Al形成的合金中存在金屬鍵；
③根據(jù)準(zhǔn)晶體中Mn原子與Al原子個數(shù)判斷；
④利用Mn的價電子數(shù)和CO提供電子對數(shù)計算得出，中心原子是錳原子，其價電子數(shù)是7，每個配體提供的電子數(shù)是2．

解答 解：（1）①金屬性越強(qiáng)，金屬越易失電子，第一電離能越小，金屬性Al＞Fe，則第一電離能：Fe＞Al；
故答案為：Fe＞Al；
②與足量的NaOH溶液充分反應(yīng)，只有Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，已知生成21.84L 氫氣，則n（H₂）=$\frac{21.84L}{22.4L/mol}$=0.975mol，則n（Al）=$\frac{2}{3}$n（H₂）=0.65mol，
剩余固體加鹽酸，其中的Fe與鹽酸反應(yīng)，鹽酸的物質(zhì)的量為n（HCl）=6mol/L×0.04L=0.24mol，則n（Fe）=0.12mol，
m（Cu）=38.99-0.65×27-0.12×56=14.72g，則n（Cu）=$\frac{14.72g}{64g/mol}$=0.23mol，
化學(xué)式中原子個數(shù)比：N（Al）：N（Cu）：N（Fe）=0.65mol：0.23mol：0.12mol=65：23：12，則該物質(zhì)的化學(xué)式為Al₆₅Cu₂₃Fe₁₂；
故答案為：Al₆₅Cu₂₃Fe₁₂；
（2）已知A最外層子數(shù)等于其電子層數(shù)，且其中含有成對和不成對電子，若含有2個電子層，則為Be，Be沒有未成對電子，不符合，若含有三個電子層，則為Al元素，Al含有成對和不成對電子，符合，所以A為Al元素；
①Mn為25號元素，核外有25個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫電子排布式為：[Ar]3d⁶4s²；
故答案為：[Ar]3d⁶4s²；
②Mn與Al形成的合金中金屬原子之間通過金屬鍵結(jié)合；
故答案為：金屬鍵；
③由圖可知準(zhǔn)晶體中含有一個Mn原子和12個Al原子個數(shù)，則該準(zhǔn)晶體的化學(xué)式為MnAl₁₂；
故答案為：MnAl₁₂；
④中心原子是錳原子，其價電子數(shù)是7，每個配體提供的電子數(shù)是2，則7×2+2n=34，得n=10；
故答案為：10．

點評 本題考查了物質(zhì)化學(xué)式的確定、第一電離能、電子排布式、配位鍵等，題目涉及的知識點較多，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．