Question

【題目】早期發現的一種天然二十面體準晶顆粒由Al、Cu、Fe三種金屬元素組成�；卮鹣铝袉栴}：

（1）基態Fe原子有______個未成對電子，Fe3+的電子排布式為______�？捎昧蚯杌�鉀檢驗Fe3+，形成的配合物的顏色為______。

（2）新制的Cu(OH)2可將乙醛（CH3CHO）氧化成乙酸，而自身還原成Cu2O。1mol乙醛分子中含有的鍵的數目為______。乙醛中碳原子的雜化軌道類型為______，乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是______。Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中有______個銅原子。

（3）Al單質為面心立方晶體，其晶胞邊長a0.405nm，晶胞中鋁原子的配位數為______。列式表示Al單質的密度______ gcm-3。（阿伏加德羅常數用NA表示）

Answer 1

【答案】4 3d5 血紅色 6NA sp2和sp3 乙酸分子間存在氫鍵，而乙醛分子間不能形成氫鍵 16 12

【解析】

根據基態原子的電子排布確定其未成對電子數及其離子的價電子排布；根據乙醛的分子結構確定其中σ鍵的數目及其碳原子的雜化方式 ；根據氫鍵對物質的溶解性的影響分析有機物的溶解性；根據晶胞結構和均攤法確定晶胞中的原子數；根據晶胞的質量和體積確定其密度。

（1）Fe是26號元素，基態Fe原子的價電子排布式為3d64s2，故其有4個未成對電子，其在化學反應中優先失去最外層電子，故Fe3+的電子排布式為[Ar] 3d5。實驗室常用硫氰化鉀檢驗Fe3+，形成的一系列配合物在水溶液中的的顏色為血紅色。

（2）乙醛的結構簡式為CH3CHO，分子中除C=O鍵是雙鍵外，其余的均為σ鍵，雙鍵中有一個是σ鍵，因此，1mol乙醛分子中含有的鍵的數目為6NA。乙醛中醛基中的碳原子形成3個σ鍵和一個π，故其雜化軌道類型為sp2，而甲基中的碳原子只形成4個，σ鍵，故該碳原子的雜化方式為sp3；乙酸的沸點明顯高于乙醛，其主要原因是乙酸分子間存在氫鍵，而乙醛分子間不能形成氫鍵。Cu2O為半導體材料，在其立方晶胞內部有4個氧原子，其余氧原子位于面心和頂點，則該晶胞中占有氧原子的個數為4+8，所以，根據化學式Cu2O可知，該晶胞中有16個銅原子。

（3）Al單質為面心立方晶體，其晶胞邊長a0.405nm，面心立方的金屬原子的配位數均為12，故晶胞中鋁原子的配位數為12。該晶胞中占有鋁原子的數目為8，則晶胞的質量為，晶胞的體積為，所以，Al單質的密度為 gcm-3。