Question

【题目】2017年4月26日，海军成立68周年时，我国第一艘国产航母成功下水。建造航母需要大量的新型材料。航母的龙骨要耐冲击，航母的甲板要耐高温，航母的外壳要耐腐蚀。

（1）镍铬钢抗腐蚀性能强，Ni2+最高能级电子的运动状态有_________种，铬元素在周期表中_____区。

（2）航母甲板涂有一层耐高温的材料聚硅氧烷(结构如下图所示)，其中C原子杂化方式为__________杂化。

（3）海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。

①根据下表数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是__________(填元素符号)

	氟	氯	溴	碘
第一电离能(kJ/mol)	1681	1251	1140	1008

②根据价层电子对互斥理论，预测ClO3-的空间构型为__________形，写出一个C1O3-的等电子体的化学符号__________________。

③已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H5IO6（）和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：H5IO6_________HIO4（填“>”“<”或“= ”）

（4）海底金属软泥是在洋海底覆盖着的一层红棕色沉积物，蕴藏着大量的资源，含有硅、氧化铁、锰、锌等。Zn2+与S2-形成的一种晶体结构如图所示(黑球表示Zn2+，白球表示S2-)。则该晶体中与Zn2+等距且最近的S2-形成的立体图形为______________________。已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏伽德罗常数为NA，该晶体中Zn2+和S2-原子之间的最短距离为体对角线的1/4，则该晶体中S2-和Zn2+之间的最短距离为__________________pm。（写出计算式即可）

Answer 1

【答案】 8 d sp3 I 三角锥 SO32- < 正四面体形 ××1010 (或××1010)

【解析】Ni原子核电荷数为28，基态原子电子排布为[Ar]3d84s2, Ni2+电子排布为[Ar]3d8，最高能级电子的运动状态有8种，铬元素在周期表中d区；正确答案：8；d。

（2）根据该材料聚硅氧烷的结构可知，碳原子形成的杂化轨道数=中心原子的孤电子对数+中心原子的σ键数，对于-CH3 、-CH2CH3 和–CF3基团来说，碳原子形成的杂化轨道数=0+4=4，C原子均属于sp3；正确答案：sp3。

（3）①卤族元素包含:F、Cl、Br、I、At元素,元素的第一电离能越小,元素失电子能力越强,得电子能力越弱,则越容易形成阳离子,根据表中数据知,卤族元素中第一电离能最小的是I元素,则碘元素易失电子生成简单阳离子；正确答案:I。

②ClO3-的成键电子对数为3，孤电子对数为1，由m+n=4,为空间四面体模型，而该分子中含有一对孤电子对，则变为三角锥型；与C1O3-的等电子体的化学符号SO32- ；正确答案： 三角锥；SO32-。

③H5IO6中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子3个,所以酸性: H5IO6<HIO4；正确答案：<。

（4）根据晶胞可知，则该晶体中与Zn2+等距且最近的S2-形成的立体图形为正四面体形 ；该晶体中含有Zn2+个数为4，S2-个数为8×+6×=4，即该晶胞中有4个ZnS；设晶胞的棱长为xcm，则晶胞的体积为x3=，体对角线长度为xcm，由于该晶体中Zn2+和S2-原子之间的最短距离为体对角线的1/4，所以该晶体中S2-和Zn2+之间的最短距离为= ×= ××1010 pm；正确答案： ××1010 (或××1010)。