Question

【题目】

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）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过_______________方法区分晶体、准晶体和非晶体。

（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）新制的Cu(OH)2可将乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸，而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____________，乙醛分子中各元素的电负性由大到小的顺序为_______________。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_____________________________。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。

（4）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。

Answer 1

【答案】 X 射线衍射法 4 1s22s22p63s23p63d5 或[Ar] 3d5 血红色 sp3、sp2 O＞C＞H 乙酸形成了分子间的氢键，造成沸点升高 16 12

【解析】(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；元素的非金属性越强，电负性数值越大，乙醛分子中各元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H；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；O＞C＞H；乙酸存在分子间氢键，造成沸点升高；

(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= ==gcm-3，故答案为：16；12； 。