Question

【題目】2017年4月26日，海軍成立68周年時，我國第一艘國產航母成功下水。建造航母需要大量的新型材料。航母的龍骨要耐沖擊，航母的甲板要耐高溫，航母的外殼要耐腐蝕。

（1）鎳鉻鋼抗腐蝕性能強，Ni2+最高能級電子的運動狀態有_________種，鉻元素在周期表中_____區。

（2）航母甲板涂有一層耐高溫的材料聚硅氧烷(結構如下圖所示)，其中C原子雜化方式為__________雜化。

（3）海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。

①根據下表數據判斷：最有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是__________(填元素符號)

	氟	氯	溴	碘
第一電離能(kJ/mol)	1681	1251	1140	1008

②根據價層電子對互斥理論，預測ClO3-的空間構型為__________形，寫出一個C1O3-的等電子體的化學符號__________________。

③已知高碘酸有兩種形式，化學式分別為H5IO6（）和HIO4，前者為五元酸，后者為一元酸。請比較二者酸性強弱：H5IO6_________HIO4（填“>”“<”或“= ”）

（4）海底金屬軟泥是在洋海底覆蓋著的一層紅棕色沉積物，蘊藏著大量的資源，含有硅、氧化鐵、錳、鋅等。Zn2+與S2-形成的一種晶體結構如圖所示(黑球表示Zn2+，白球表示S2-)。則該晶體中與Zn2+等距且最近的S2-形成的立體圖形為______________________。已知該晶體的密度為ρg·cm-3，阿伏伽德羅常數為NA，該晶體中Zn2+和S2-原子之間的最短距離為體對角線的1/4，則該晶體中S2-和Zn2+之間的最短距離為__________________pm。（寫出計算式即可）

Answer 1

【答案】 8 d sp3 I 三角錐 SO32- < 正四面體形 ××1010 (或××1010)

【解析】Ni原子核電荷數為28，基態原子電子排布為[Ar]3d84s2, Ni2+電子排布為[Ar]3d8，最高能級電子的運動狀態有8種，鉻元素在周期表中d區；正確答案：8；d。

（2）根據該材料聚硅氧烷的結構可知，碳原子形成的雜化軌道數=中心原子的孤電子對數+中心原子的σ鍵數，對于-CH3 、-CH2CH3 和–CF3基團來說，碳原子形成的雜化軌道數=0+4=4，C原子均屬于sp3；正確答案：sp3。

（3）①鹵族元素包含:F、Cl、Br、I、At元素,元素的第一電離能越小,元素失電子能力越強,得電子能力越弱,則越容易形成陽離子,根據表中數據知,鹵族元素中第一電離能最小的是I元素,則碘元素易失電子生成簡單陽離子；正確答案:I。

②ClO3-的成鍵電子對數為3，孤電子對數為1，由m+n=4,為空間四面體模型，而該分子中含有一對孤電子對，則變為三角錐型；與C1O3-的等電子體的化學符號SO32- ；正確答案： 三角錐；SO32-。

③H5IO6中含有5個羥基氫,為五元酸,含非羥基氧原子1個,為一元酸,含有1個羥基氫,含非羥基氧原子3個,所以酸性: H5IO6<HIO4；正確答案：<。

（4）根據晶胞可知，則該晶體中與Zn2+等距且最近的S2-形成的立體圖形為正四面體形 ；該晶體中含有Zn2+個數為4，S2-個數為8×+6×=4，即該晶胞中有4個ZnS；設晶胞的棱長為xcm，則晶胞的體積為x3=，體對角線長度為xcm，由于該晶體中Zn2+和S2-原子之間的最短距離為體對角線的1/4，所以該晶體中S2-和Zn2+之間的最短距離為= ×= ××1010 pm；正確答案： ××1010 (或××1010)。