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(物質結構與性質)新型節(jié)能材料高溫超導體的最先突破是在1987年從新的釔鋇銅氧材料的研究開始的.在制備釔鋇銅氧高溫超導體的同時,偶然得到了副產品--紫色的硅酸銅鋇.湊巧的是,后者正是發(fā)現于中汗代器物上的被稱為“汗紫”的顏料,還發(fā)現于秦俑彩繪.
釔鋇銅氧的晶胞結構如圖.研究發(fā)現,此高溫超導體中的銅元素有兩種價態(tài),+2價和+3價.
(1)給出銅在周期表中的位置(周期和族)______
(2)寫出Cu3+的核外電子排布:______
(3)根據圖示晶胞結構,推算晶體中Y,Cu,Ba和O原子個數比,確定其化學式為:______
(4)根據(3)所推出的化合物的組成,計算出其中Cu原子的平均化合價(該化合物中各元素的化合價為Y3+、Ba2+),最后計算化合物中這兩種價態(tài)Cu原子個數比為:______.
(5)在硫酸銅溶液中通入過量的氨氣,小心蒸發(fā),最終得到的[Cu(NH34]SO4晶體中含有的化學鍵除了普通共價鍵外,還有______和______.
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(1)Cu的原子序數為29,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,應位于周期表第四周期,IB族,
故答案為:第四周期,IB族;
(2)Cu的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,失去3個電子后,Cu3+的電子排布式為[Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d8
故答案為:[Ar]3d8 或1s22s22p63s23p63d 8
(3)由晶胞結構示意圖可知,晶胞中,有1個Y3+,2個Ba2+位于晶胞內部,則平均一個晶胞含有:1個Y3+,2個Ba2+,
銅離子(二價和三價)位于頂點和棱的位置,則共含有銅離子個數為:8×
1
8
+8×
1
4
=3,
O2-位于棱以及面心位置,處于棱上的氧離子共有12個,處于面心的氧離子共有8個,則平衡1個晶胞含有氧離子的個數為:12×
1
4
+8×
1
2
=7,則化學式為YBa2Cu3O7,
故答案為:YBa2Cu3O7;
(4)根據化合價代數和為0可知,Cu的平均化合價為+
2×7-3-2×2
3
=+
7
3
,
設晶胞平均含有x個Cu2+,ygCu3+,
則有:
x+y=3
2x+3y=2×7-3-2×2

解之得x=2,y=1,
所以:Cu2+:Cu3+=2:1,
故答案為:Cu2+:Cu3+=2:1;
(5)[Cu(NH34]SO4晶體中,)[Cu(NH34]2+與SO42-之間為離子鍵,Cu2+與NH3之間為配位鍵,
故答案為:離子鍵,配位鍵.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

本題包括A、B兩小題,分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容.請選擇其中一題,并在相應的答題區(qū)域內作答.若兩題都做,則按A題評分.
A.(1)K3[Fe(CN)6]鐵氰化鉀又叫赤血鹽.是深紅色斜方晶體,易溶于水,無特殊氣味,能溶于水、丙酮,不溶于乙醇.
①分子內不含有
CEF
CEF
(填序號).
A.離子鍵         B.極性鍵         C.金屬鍵D.配位鍵         E.氫鍵         F.非極性鍵
②中心離子的基態(tài)電子排布式
[Ar]3d5
[Ar]3d5

③配位體CN-的等電子體有
CO、N2
CO、N2
(寫出兩種).
④用價電子對互斥理論可知二氧化硒分子的空間構型為
V形
V形

(2)多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機鹽,其主要包括砷化鎵、硫化鎘、硫化鋅及銅錮硒薄膜電池等.
①第一電離能:As
Se(填“>”、“<”或“=”).
②硫化鋅的晶胞中(結構如右圖所示),硫離子的配位數是
4
4


B.某化學研究性學習小組為探究某品牌花生油中不飽和脂肪酸的含量,進行了如下實驗:
步驟I:稱取0.4g花生油樣品,置于兩個干燥的碘瓶(如圖)內,加入10mL四氯化碳,輕輕搖動使油全部溶解.向碘瓶中加入25.00mL含0.01mol IBr的無水乙酸溶液,蓋好瓶塞,在玻璃塞與瓶口之間滴加數滴10%碘化鉀溶液封閉縫隙,以免IBr的揮發(fā)損失.
步驟II:在暗處放置30min,并不時輕輕搖動.30min后,小心地打開玻璃塞,用新配制的10%碘化鉀10mL和蒸餾水50mL把玻璃塞和瓶頸上的液體沖洗入瓶內.
步驟Ⅲ:加入指示劑,用0.1mol?L-1硫代硫酸鈉溶液滴定,用力振蕩碘瓶,直至終點.
測定過程中發(fā)生的相關反應如下:


②IBr+KI=I2+KBr 
③I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
請回答下列問題:
(1)已知鹵素互化物IBr的性質與鹵素單質類似,實驗中準確量取IBr溶液應選用的儀器是
酸式滴定管
酸式滴定管
,碘瓶不干燥會發(fā)生反應的化學方程式
IBr+H2O=HIO+HBr
IBr+H2O=HIO+HBr

(2)步驟Ⅱ中碘瓶在暗處放置30min,并不時輕輕搖動的原因是
碘瓶置于暗處可減少溴化氫揮發(fā),不斷攪動可以讓物質間充分反應
碘瓶置于暗處可減少溴化氫揮發(fā),不斷攪動可以讓物質間充分反應

(3)步驟Ⅲ中所加指示劑為
淀粉溶液
淀粉溶液
,滴定終點的現象
溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色且30秒內不變化
溶液由藍色恰好變?yōu)闊o色且30秒內不變化

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科目:高中化學 來源: 題型:

[化學選修3:物質結構與性質]
Q、R、X、Y、Z為周期表前四周期元素,原子序數依次遞增.已知:
①Q為元素周期表中原子半徑最小的元素;
②R的基態(tài)原子中電子占據三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數相同;
③Y的基態(tài)原子的核外成對電子數是未成對電子數的3倍;
④Q、R、Y三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體,Q、R兩種元素組成的原子個數比為1:1的化合物N是中學化學中常見的有機溶劑;
⑤Z有“生物金屬”之稱,Z4+離子和氬原子的核外電子排布相同.
請回答下列問題(答題時,Q、R、X、Y、Z用所對應的元素符號表示)
(1)化合物M的空間構型為
平面三角形
平面三角形
,其中心原子采取
sp2
sp2
雜化;化合物N在固態(tài)時的晶體類型為
分子晶體
分子晶體

(2)R、X、Y三種元素的第一電離能由小到大的順序為
C<O<N
C<O<N
;
(3)由上述一種或多種元素組成的與RY2互為等電子體的分子為
N2O
N2O
(寫分子式)
(4)由R、X、Y三種元素組成的RXY-離子在酸性條件下可與NaClO溶液反應,生成X2、RY2等物質.該反應的離子方程式為
2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O
2CNO-+2H++3ClO-═N2↑+2CO2↑+3C1-+H2O

(5)Z原子基態(tài)時的外圍電子排布式為
3d24s2
3d24s2
;Z的一種含氧酸鋇鹽的晶胞結構如圖所示,晶體內與每個Z原子等距離且最近的氧原子數為
6
6

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

選做題:(本包括A、B兩小題,分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容.請選擇其中一題,并在相應的答題區(qū)域內作答.若兩題都做,則按A題評分.)
A.有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素,原子序數E<Q<T<X<Z.E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能級,且I1(E)<I1(T)<I1(Q),其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),且QT+2與ET2互為等電子體.X為周期表前四周期中電負性最小的元素,Z的原子序數為28.
請回答下列問題(答題時如需表示具體元素,請用相應的元素符號):
(1)寫出QT+2的電子式
,基態(tài)Z原子的核外電子排布式
1s22s22p63s23p63d84s2
1s22s22p63s23p63d84s2
;
(2)Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物,其主要原因有
這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵
這兩種氫化物均為極性分子、相互之間能形成氫鍵
等兩種;
(3)化合物甲由T、X兩種元素組成,其晶胞如圖①,甲的化學式為
KO2
KO2
;
(4)化合物乙的晶胞如圖②,乙由E、Q兩種元素組成,硬度超過金剛石.
①乙的晶體類型為
原子晶體
原子晶體
;
②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為
SP3
SP3


B.現有氧化銅和碳粉組成的混合物,為通過實驗確定氧化銅的質量分數,某同學設計的實驗方案中裝置如下:

分析上述裝置,回答下列問題:
(1)本實驗中,酒精燈加熱也可達到反應所需的溫度,改用電熱絲加熱的優(yōu)點是有利于
d
d

a.加快反應速率b.氫氣流動
c.加熱溫度更高d.精確測定數據
(2)為確保能準確測定到必要的數據,下列步驟按實驗操作順序排列應為:
dcbea
dcbea
(填字母).
a.停止通氫氣;b.電熱絲通電;c.通入氫氣;d.裝置氣密性檢查;e.電熱絲停止通電.
(3)為準確測定數據,你認為本裝置是否完整?若需要改進,請在虛線下面的方框內畫出所需添加的裝置示意圖并注明必要的物質名稱.若無需改進,則將裝置圖中虛線部分改為實線.
(4)實驗結束后,該同學交給老師的實驗報告主要欄目如圖

(具體內容已略).請你根據實驗報告的撰寫要求,對此份報告作出評價,若有不完整,請在下面的空格中寫出,若已完整,則無需填寫.
實驗名稱(標題)、實驗步驟(內容)
實驗名稱(標題)、實驗步驟(內容)

(5)老師看完實驗報告后指出,改變實驗原理可以設計出更加簡便的實驗方案.請你用化學方程式來表示新方案的反應原理,并指出需要測定的數據:
化學方程式
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O(或C+O
高溫
CO2
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O(或C+O
高溫
CO2
;
需要測定的數據
樣品的質量、C的質量(或CuO的質量)
樣品的質量、C的質量(或CuO的質量)

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科目:高中化學 來源: 題型:

《物質結構與性質》模塊
二茂鐵(C5H52Fe是由一個二價鐵離子和2個環(huán)戊烯基負離子構成,它的發(fā)現可以說是有機金屬化合物研究中具有里程碑意義的事件,它開辟了金屬有機化合物研究的新領域,促進了金屬有機化學的發(fā)展.二茂鐵可以用還原鐵粉與環(huán)戊二烯在氮氣氛圍中發(fā)生反應而制得:2C5H6+Fe(還原鐵粉)
300℃
K2O.N2
(C5H52 Fe+H2
請回答下列問題:
(1)寫出二價鐵離子的基態(tài)電子排布式:
 
;
(2)二茂鐵的熔點是173℃(在100℃時開始升華),沸點是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非極性溶劑.據此可推斷二茂鐵晶體為
 
晶體,由此可進一步推知,在二茂鐵結構中,C5H5-與Fe2+之間形成的化學鍵類型是
 

(3)環(huán)戊二烯的結構式為:精英家教網(圖中數字僅代表碳原子編號),在其5個碳原子中采取sp3雜化的是
 
(填寫編號),精英家教網是環(huán)茂二烯的一種同分異構體,在其分子結構中處于同一平面上的原子個數最多有
 
個;
(4)原子數目和電子總數(或價電子總數)相同的微�;榈入娮芋w,等電子體具有相似的結構特征.與N2分子互為等電子體的二價陰離子是
 
(填化學式),其電子式是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

【化學選修3:物質結構與性質】
A-I為原子序數遞增的前4周期的元素,已知A原子的最外層電子是次外層電子數的2倍,D為周期表中電負性最大的元素,F與C位于同一主族,E與G在周期表的位置是上下相連,兩元素所在主族中所有元素都是金屬,H為應用最廣泛的金屬;I處于周期表中的第二副族.請回答下列問題:(以下問題中的所有原子都必須在上述元素中尋找)
(1)B單質分子中σ與π鍵數目比為
 
;B、C、D第一電離能由小到大的順序為
 
;(填寫元素符號)
(2)H元素原子的價層電子排布式為
 
,H3+離子可以與上述元素中的三種形成的某陰離子生成血紅色絡合物;該陰離子又與A-I元素中的某些原子形成的分子互為等電子體,這種分子的化學式為
 
(寫一種即可),該陰離子空間構型為
 
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(3)D與G可以形成如圖的晶胞,則黑點表示的是
 
元素(填寫元素符號),該元素原子在該晶胞中的配位數為
 
;
(4)若將上述晶胞圓圈對應的原子所在上下兩層平面原子,按兩條相互垂直的對角線上各去掉該原子2個(共去掉4個),并將小點和圓圈對應的元素更改為另外兩種元素,則這個晶胞化學式為
 
,若再將留下的所有原子換成另外一種新元素的原子,則成為另外一種晶胞,該晶胞中成鍵原子鍵角為
 

(5)已知,F單質晶體的原子堆積為ABAB型,那么,該晶體的空間利用率為
 
如果F單質的摩爾質量為M,晶胞棱長為a,晶胞高度為c則,該晶體密度表達式為
 
.(阿伏加德羅常數用NA表示,不化簡)如果F的原子半徑為R,用R表示的晶胞高度為
 

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同步練習冊答案