Question

【题目】〔化学—选修3：物质结构与性质〕(15分)

早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe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）基态铁原子有 个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为： 可用硫氰化钾奉验三价铁离子，形成配合物的颜色为

（3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为 ；一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为： 。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是： 。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有 个铜原子。

（4）铝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 。列式表示铝单质的密度 g·cm－3(不必计算出结果)

Answer 1

【答案】（1）X射线衍射；（2）4个；血红色；（3）sp3；sp2；6NA；乙酸的分子间存在氢键，增加了分子之间的相互作用；16；（4）12；

【解析】

试题（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；

（2）26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p43d64s2，基态Fe原子核外处在能量最高的能级为3d，排布了6个电子，有6种不同的运动状态，可知在3d上存在4个未成对电子，失去电子变为铁离子时，三价铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p43d5，可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为血红色；

（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；该晶胞中O原子数为4×1+6×1/2+8×1/8=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；

（4）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1/2

，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8×3×1/2=12；一个晶胞中Al原子数为8×1/8+6×1/2=4，因此Al的密度ρ=m/V=。