專題37 物質結構綜合-以金屬元素為主體- 十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國用）含解析

專題37物質結構綜合——以金屬元素為主體-十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國通用）專題37物質結構綜合——以金屬元素為主體-十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國通用）專題37物質結構綜合——以金屬元素為主體-十年（2014-2023）高考化學真題分項匯編（全國通用）1．【2023年全國乙卷】中國第一輛火星車“祝融號”成功登陸火星。探測發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物()?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)原子的價電子排布式為。橄欖石中，各元素電負性大小順序為，鐵的化合價為。（2）已知一些物質的熔點數據如下表：物質熔點/℃800.7與均為第三周期元素，熔點明顯高于，原因是。分析同族元素的氯化物、、熔點變化趨勢及其原因。的空間結構為，其中的軌道雜化形式為。（3）一種硼鎂化合物具有超導性能，晶體結構屬于六方晶系，其晶體結構、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有個。該物質化學式為，B-B最近距離為。2．【2022年北京卷】工業(yè)中可利用生產鈦白的副產物和硫鐵礦聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸，實現(xiàn)能源及資源的有效利用。（1）結構示意圖如圖1。①的價層電子排布式為___________。②中O和中S均為雜化，比較中鍵角和中鍵角的大小并解釋原因___________。③中與與的作用力類型分別是___________。（2）晶體的晶胞形狀為立方體，邊長為，結構如圖2。①距離最近的陰離子有___________個。②的摩爾質量為，阿伏加德羅常數為。該晶體的密度為___________。（3）加熱脫水后生成，再與在氧氣中摻燒可聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸。分解和在氧氣中燃燒的能量示意圖如圖3。利用作為分解的燃料，從能源及資源利用的角度說明該工藝的優(yōu)點___________。3．【2022年天津卷】金屬鈉及其化合物在人類生產生活中起著重要作用?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Na原子的價層電子軌道表示式為___________。（2）NaCl熔點為800.8℃，工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na，電解反應方程式：，加入的目的是___________。（3）的電子式為___________。在25℃和101kPa時，Na與反應生成1mol放熱510.9kJ，寫出該反應的熱化學方程式：___________。（4）采用空氣和Na為原料可直接制備?？諝馀c熔融金屬Na反應前需依次通過___________、___________(填序號)a．濃硫酸

b．飽和食鹽水

c．NaOH溶液

d．溶液（5）鈉的某氧化物晶胞如下圖，圖中所示鈉離子全部位于晶胞內。由晶胞圖判斷該氧化物的化學式為___________。（6）天然堿的主要成分為，1mol經充分加熱得到的質量為___________g。4．（2021·天津真題）鐵單質及其化合物的應用非常廣泛。（1）基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為___________。（2）用X射線衍射測定，得到Fe的兩種晶胞A．B，其結構如圖所示。晶胞A中每個Fe原子緊鄰的原子數為___________。每個晶胞B中含F(xiàn)e原子數為___________。（3）合成氨反應常使用鐵觸媒提高反應速率。如圖為有、無鐵觸媒時，反應的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式___________。從能量角度分析，鐵觸媒的作用是___________。（4）Fe3+可與H2O、SCN-、F-等配體形成配位數為6的配離子，如、、。某同學按如下步驟完成實驗：①為淺紫色，但溶液Ⅰ卻呈黃色，其原因是___________，為了能觀察到溶液Ⅰ中的淺紫色，可采取的方法是___________。②已知Fe3+與SCN-、F-的反應在溶液中存在以下平衡：；，向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液顏色由紅色轉變?yōu)闊o色。若該反應是可逆反應，其離子方程式為___________，平衡常數為___________(用K1和K2表示)。5．【2022年河北卷】含及S的四元半導體化合物(簡寫為)，是一種低價、無污染的綠色環(huán)保型光伏材料，可應用于薄膜太陽能電池領域?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)S原子的價電子中，兩種自旋狀態(tài)的電子數之比為_______。（2）Cu與Zn相比，第二電離能與第一電離能差值更大的是_______，原因是_______。（3）的幾何構型為_______，其中心離子雜化方式為_______。（4）將含有未成對電子的物質置于外磁場中，會使磁場強度增大，稱其為順磁性物質，下列物質中，屬于順磁性物質的是_______(填標號)。A． B． C． D．（5）如圖是硫的四種含氧酸根的結構：根據組成和結構推斷，能在酸性溶液中將轉化為的是_______(填標號)。理由是_______。本題暫無（6）問6．（2021·全國乙卷真題）過渡金屬元素鉻是不銹鋼的重要成分，在工農業(yè)生產和國防建設中有著廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：（1）對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是_______(填標號)。A．軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應為B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C．電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大（2）三價鉻離子能形成多種配位化合物。中提供電子對形成配位鍵的原子是_______，中心離子的配位數為_______。（3）中配體分子、以及分子的空間結構和相應的鍵角如圖所示。中P的雜化類型是_______。的沸點比的_______，原因是_______，的鍵角小于的，分析原因_______。（4）在金屬材料中添加顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。具有體心四方結構，如圖所示，處于頂角位置的是_______原子。設Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子空間占有率為_______%(列出計算表達式)。7．（2020年新課標Ⅱ）鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：（1）基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為____________。（2）Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377﹣24.1238.3155（3）CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是__________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________，Ca2+的配位數是__________。（4）一種立方鈣鈦礦結構的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機堿離子，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中__________的空間位置相同，有機堿中，N原子的雜化軌道類型是__________；若晶胞參數為anm，則晶體密度為_________g·cm-3(列出計算式)。（5）用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產生單質鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理_______、_______。8．（2020年新課標Ⅰ）Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學獎?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數之比為_________。（2）Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________。（3）磷酸根離子的空間構型為_______，其中P的價層電子對數為_______、雜化軌道類型為_______。（4）LiFePO4的晶胞結構示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結構。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數有____個。電池充電時，LiFeO4脫出部分Li+，形成Li1?xFePO4，結構示意圖如(b)所示，則x=_______，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=_______。9．（2020年天津卷）Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素?；卮鹣铝袉栴}:（1）Fe、Co、Ni在周期表中的位置為_________，基態(tài)Fe原子的電子排布式為__________。（2）CoO的面心立方晶胞如圖所示。設阿伏加德羅常數的值為NA，則CoO晶體的密度為______g﹒cm-3：三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，其熔點由高到低的順序為_______。（3）Fe、Co、Ni能與C12反應，其中Co和為Ni均生產二氯化物，由此推斷FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由強到弱的順序為____，Co(OH)3與鹽酸反應有黃綠色氣體生成，寫出反應的離子方程式：______。（4）95℃時，將Ni片浸在不同質量分數的硫酸中，經4小時腐蝕后的質量損失情況如圖所示，當大于63%時，Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因為_____。由于Ni與H2SO4反應很慢，而與稀硝酸反應很快，工業(yè)上選用H2SO4和HNO3的混酸與Ni反應制備NiSO4。為了提高產物的純度，在硫酸中添加HNO3的方式為______(填“一次過量”或“少量多次”)，此法制備NiSO4的化學方程式為_______。10．[2019新課標Ⅰ]在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要村料?；卮鹣铝袉栴}：（1）下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是(填標號)。A． B． C． D．（2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是、。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。（3）一些氧化物的熔點如下表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔點/°C1570280023.8?75.5解釋表中氧化物之間熔點差異的原因。（4）圖(a)是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢姡珻u原子之間最短距離x=pm，Mg原子之間最短距離y=pm。設阿伏加德羅常數的值為NA，則MgCu2的密度是g·cm?3(列出計算表達式)。11．[2019新課標Ⅱ]近年來我國科學家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe?Sm?As?F?O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}：（1）元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結構為_______，其沸點比NH3的_______（填“高”或“低”），其判斷理由是________________________。（2）Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價層電子排布式為______________________。（3）比較離子半徑：F?__________O2?（填“大于”等于”或“小于”）。（4）一種四方結構的超導化合物的晶胞如圖1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖1圖2圖中F?和O2?共同占據晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1?x代表，則該化合物的化學式表示為____________，通過測定密度ρ和晶胞參數，可以計算該物質的x值，完成它們關系表達式：ρ=________g·cm?3。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標，例如圖1中原子1的坐標為()，則原子2和3的坐標分別為__________、__________。12．[2019江蘇]Cu2O廣泛應用于太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu?O。（1）Cu2+基態(tài)核外電子排布式為_______________________。（2）的空間構型為_____________（用文字描述）；Cu2+與OH?反應能生成[Cu(OH)4]2?，[Cu(OH)4]2?中的配位原子為__________（填元素符號）。（3）抗壞血酸的分子結構如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為__________；推測抗壞血酸在水中的溶解性：____________（填“難溶于水”或“易溶于水”）。（4）一個Cu2O晶胞（見圖2）中，Cu原子的數目為__________。13．[2017新課標Ⅰ]鉀和碘的相關化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}：（1）元素K的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為_______nm（填標號）。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8 E．766.5（2）基態(tài)K原子中，核外電子占據最高能層的符號是_________，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為___________。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是___________________________。（3）X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在離子。離子的幾何構型為_____________，中心原子的雜化形式為________________。（4）KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立方結構，邊長為a=0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為______nm，與K緊鄰的O個數為__________。（5）在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于______位置，O處于______位置。14．[2018海南卷]I.下列元素或化合物的性質變化順序正確的是_______________A．第一電離能：Cl＞S＞P＞SiB．共價鍵的極性：HF＞HCI＞HBr＞HIC．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaID．熱穩(wěn)定性：MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3II.黃銅礦是主要的煉銅原料，CuFeS2是其中銅的主要存在形式?；卮鹣铝袉栴}：（1）CuFeS2中存在的化學鍵類型是________________。下列基態(tài)原子或離子的價層電子排布圖正確的_____________。（2）在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時，有少量臭雞蛋氣味的氣體X產生。①X分子的立體構型是______，中心原子雜化類型為__________，屬于_______（填“極性”或“非極性”）分子。②X的沸點比水低的主要原因是____________________。（3）CuFeS2與氧氣反應生成SO2，SO2中心原子的價層電子對數為_____，共價鍵的類型有_________。（4）四方晶系CuFeS2晶胞結構如圖所示。①Cu＋的配位數為__________，S2－的配位數為____________。②已知：a＝b＝0.524nm，c＝1.032nm，NA為阿伏加德羅常數的值，CuFeS2晶體的密度是_______g?cm-3(列出計算式)。15．[2017江蘇]鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。（1）Fe3+基態(tài)核外電子排布式為____________________。（2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是_______________，1mol丙酮分子中含有σ鍵的數目為______________。（3）C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為________________。（4）乙醇的沸點高于丙酮，這是因為____________________。（5）某FexNy的晶胞如題21圖?1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產物Fe(x?n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如題21圖?2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為___________。16．【2016年高考海南卷】（14分）M是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負一價離子的最外層電子數與次外層的相同?；卮鹣铝袉栴}：（1）單質M的晶體類型為______，晶體中原子間通過_____作用形成面心立方密堆積，其中M原子的配位數為______。（2）元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為________，其同周期元素中，第一電離能最大的是______（寫元素符號）。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是________（寫化學式），該酸根離子的立體構型為________。（3）M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為_______，已知晶胞參數a=0.542nm，此晶體的密度為_______g·cm–3。（寫出計算式，不要求計算結果。阿伏加德羅常數為NA）②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是________。此化合物的氨水溶液遇到空氣則被氧化為深藍色，深藍色溶液中陽離子的化學式為_______。17．【2016年高考新課標Ⅱ卷】[化學-—選修3：物質結構與性質]（15分）東晉《華陽國志?南中志》卷四中已有關于白銅的記載，云南鎳白銅（銅鎳合金）聞名中外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}：（1）鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_________，3d能級上的未成對的電子數為______。（2）硫酸鎳溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4藍色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構型是_____。②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+與NH3之間形成的化學鍵稱為______，提供孤電子對的成鍵原子是_____。③氨的沸點（填“高于”或“低于”）膦（PH3），原因是______；氨是_____分子（填“極性”或“非極性”），中心原子的軌道雜化類型為_______。（3）單質銅及鎳都是由______鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是______。（4）某鎳白銅合金的立方晶胞結構如圖所示。①晶胞中銅原子與鎳原子的數量比為_____。②若合金的密度為dg/cm3，晶胞參數a=________nm18．【2015海南化學】[選修3—物質結構與性質]（14分）釩（23V）是我國的豐產元素，廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)?；卮鹣铝袉栴}：（1）釩在元素周期表中的位置為，其價層電子排布圖為。（2）釩的某種氧化物的晶胞結構如圖1所示。晶胞中實際擁有的陰、陽離子個數分別為、。（3）V2O5常用作SO2轉化為SO3的催化劑。SO2分子中S原子價層電子對數是對，分子的立體構型為；SO3氣態(tài)為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為；SO3的三聚體環(huán)狀結構如圖2所示，該結構中S原子的雜化軌道類型為；該結構中S—O鍵長由兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約為160pm，較短的鍵為(填圖2中字母)，該分子中含有個σ鍵。（4）V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到釩酸鈉（Na3VO4），該鹽陰離子的立體構型為；也可以得到偏釩酸鈉，其陰離子呈如圖3所示的無限鏈狀結構，則偏釩酸鈉的化學式為。19．[2018新課標Ⅰ卷]Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：（1）下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_____、_____（填標號）。A．B．C．D．（2）Li+與H?具有相同的電子構型，r（Li+）小于r（H?），原因是______。（3）LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是______、中心原子的雜化形式為______.LiAlH4中，存在_____（填標號）。A．離子鍵B．σ鍵C．π鍵D．氫鍵（4）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖（a）的Born?Haber循環(huán)計算得到?？芍琇i原子的第一電離能為kJ·mol?1，O=O鍵鍵能為kJ·mol?1，Li2O晶格能為kJ·mol?1。（5）Li2O具有反螢石結構，晶胞如圖（b）所示。已知晶胞參數為0.4665nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則Li2O的密度為______g·cm?3（列出計算式）。20．[2018新課標Ⅲ卷]鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素?；卮鹣铝袉栴}：鋅在工業(yè)中有重要作用，也是人體必需的微量元素。回答下列問題：（1）Zn原子核外電子排布式為________________。（2）黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能Ⅰ1（Zn）_______Ⅰ1（Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________。（3）ZnF2具有較高的熔點（872℃)，其化學鍵類型是_________；ZnF2不溶于有機溶劑而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能夠溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，原因是________________。（4）《中華本草》等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石（ZnCO3）入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為________________，C原子的雜化形式為________________。（5）金屬Zn晶體中的原子堆積方式如圖所示，這種堆積方式稱為_______________。六棱柱底邊邊長為acm，高為ccm，阿伏加德羅常數的值為NA，Zn的密度為________________g·cm－3（列出計算式）。

1．【2023年全國乙卷】中國第一輛火星車“祝融號”成功登陸火星。探測發(fā)現(xiàn)火星上存在大量橄欖石礦物()?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)原子的價電子排布式為。橄欖石中，各元素電負性大小順序為，鐵的化合價為。（2）已知一些物質的熔點數據如下表：物質熔點/℃800.7與均為第三周期元素，熔點明顯高于，原因是。分析同族元素的氯化物、、熔點變化趨勢及其原因。的空間結構為，其中的軌道雜化形式為。（3）一種硼鎂化合物具有超導性能，晶體結構屬于六方晶系，其晶體結構、晶胞沿c軸的投影圖如下所示，晶胞中含有個。該物質化學式為，B-B最近距離為?！敬鸢浮浚?）O＞Si＞Fe＞Mg+2（2）鈉的電負性小于硅，氯化鈉為離子晶體，而為分子晶體隨著同族元素的電子層數的增多，其熔點依次升高，其原因是：、、均形成分子晶體，分子晶體的熔點由分子間作用力決定，分子間作用力越大則其熔點越高；隨著其相對分子質量增大，其分子間作用力依次增大正四面體（3）1【解析】（1）為26號元素，基態(tài)原子的價電子排布式為。元素的金屬性越強，其電負性越小，元素的非金屬性越強則其電負性越大，因此，橄欖石()中，各元素電負性大小順序為O＞Si＞Fe＞Mg；因為中、、的化合價分別為+2、+4和-2，x+2-x=2，根據化合物中各元素的化合價的代數和為0，可以確定鐵的化合價為+2。（2）與均為第三周期元素，熔點明顯高于，原因是：鈉的電負性小于硅，氯化鈉為離子晶體，其熔點較高；而為分子晶體，其熔點較低。由表中的數據可知，、、熔點變化趨勢為：隨著同族元素的電子層數的增多，其熔點依次升高，其原因是：、、均形成分子晶體，分子晶體的熔點由分子間作用力決定，分子間作用力越大則其熔點越高；隨著其相對分子質量增大，其分子間作用力依次增大。的空間結構為正四面體，其中的價層電子對數為4，因此的軌道雜化形式為。（3）由硼鎂化合物的晶體結構可知位于正六棱柱的頂點和面心，由均攤法可以求出正六棱柱中含有個，由晶胞沿c軸的投影圖可知本題所給晶體結構包含三個晶胞，則晶胞中Mg的個數為1；晶體結構中在正六棱柱體內共6個，則該物質的化學式為；由晶胞沿c軸的投影圖可知，B原子在圖中兩個正三角形的重心，該點到頂點的距離是該點到對邊中點距離的2倍，頂點到對邊的垂線長度為，因此B-B最近距離為。2．【2022年北京卷】工業(yè)中可利用生產鈦白的副產物和硫鐵礦聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸，實現(xiàn)能源及資源的有效利用。（1）結構示意圖如圖1。①的價層電子排布式為___________。②中O和中S均為雜化，比較中鍵角和中鍵角的大小并解釋原因___________。③中與與的作用力類型分別是___________。（2）晶體的晶胞形狀為立方體，邊長為，結構如圖2。①距離最近的陰離子有___________個。②的摩爾質量為，阿伏加德羅常數為。該晶體的密度為___________。（3）加熱脫水后生成，再與在氧氣中摻燒可聯(lián)合制備鐵精粉和硫酸。分解和在氧氣中燃燒的能量示意圖如圖3。利用作為分解的燃料，從能源及資源利用的角度說明該工藝的優(yōu)點___________。【答案】（1）

孤電子對有較大斥力，使鍵角小于鍵角

配位鍵、氫鍵（2）

6

（3）燃燒放熱為分解提供能量；反應產物是制備鐵精粉和硫酸的原料【解析】（1）①Fe的價層電子排布為3d64s2，形成Fe2+時失去4s上的2個電子，于是Fe2+的價層電子排布為3d6。②H2O中O和中S都是sp3雜化，H2O中O雜化形成的4個雜化軌道中2個被孤電子對占據，2個被鍵合電子對占據，而中S雜化形成的4個雜化軌道均被鍵合電子對占據。孤電子對與鍵合電子對間的斥力大于鍵合電子對與鍵合電子對間的斥力，使得鍵角與鍵角相比被壓縮減小。③H2O中O有孤電子對，F(xiàn)e2+有空軌道，二者可以形成配位鍵。中有電負性較大的O元素可以與H2O中H元素形成氫鍵。答案為：3d6；孤電子對有較大斥力，使鍵角小于鍵角；配位鍵、氫鍵。（2）①以位于面心Fe2+為例，與其距離最近的陰離子所處位置如圖所示（圓中）：。

4個陰離子位于楞上，2個位于體心位置上，共6個。②依據分攤法可知晶胞中Fe2+離子個數為，個數為。一個晶胞中相當于含有4個FeS2，因此一個晶胞的質量。所以晶體密度。答案為：6；（3）燃燒為放熱反應，分解為吸熱反應，燃燒放出的熱量恰好為分解提供能量。另外，燃燒和分解的產物如Fe2O3、SO2、SO3可以作為制備鐵精粉或硫酸的原料。答案為：燃燒放熱為分解提供能量；反應產物是制備鐵精粉和硫酸的原料。3．【2022年天津卷】金屬鈉及其化合物在人類生產生活中起著重要作用?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Na原子的價層電子軌道表示式為___________。（2）NaCl熔點為800.8℃，工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na，電解反應方程式：，加入的目的是___________。（3）的電子式為___________。在25℃和101kPa時，Na與反應生成1mol放熱510.9kJ，寫出該反應的熱化學方程式：___________。（4）采用空氣和Na為原料可直接制備?？諝馀c熔融金屬Na反應前需依次通過___________、___________(填序號)a．濃硫酸

b．飽和食鹽水

c．NaOH溶液

d．溶液（5）鈉的某氧化物晶胞如下圖，圖中所示鈉離子全部位于晶胞內。由晶胞圖判斷該氧化物的化學式為___________。（6）天然堿的主要成分為，1mol經充分加熱得到的質量為___________g?！敬鸢浮浚?）(或)（2）作助熔劑，降低NaCl的熔點，節(jié)省能耗（3）

（4）

c

a（5）（6）159【解析】（1）基態(tài)Na原子的價電子排布式為3s1，則價層電子軌道表示式為(或)；故答案為：(或)。（2）NaCl熔點為800.8℃，工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na，電解反應方程式：，電解時溫度降低了即熔點降低了，說明加入的目的是作助熔劑，降低NaCl的熔點，節(jié)省能耗；故答案為：作助熔劑，降低NaCl的熔點，節(jié)省能耗。（3）含有鈉離子和過氧根離子，其電子式為。在25℃和101kPa時，Na與反應生成1mol放熱510.9kJ，則該反應的熱化學方程式：

；故答案為：；

。（4）采用空氣和Na為原料可直接制備，由于空氣中含有二氧化碳和水蒸氣，因此要用氫氧化鈉除掉二氧化碳，用濃硫酸除掉水蒸氣，一般最后除掉水蒸氣，因此空氣與熔融金屬Na反應前需依次通過NaOH溶液、濃硫酸；故答案為：c；b。（5）鈉的某氧化物晶胞如下圖，圖中所示鈉離子全部位于晶胞內，則晶胞中有8個鈉，氧有個，鈉氧個數比為2：1，則該氧化物的化學式為；故答案為：。（6），因此1mol經充分加熱得到1.5mol，其質量為1.5mol×106g?mol?1＝159g；故答案為：159。4．（2021·天津真題）鐵單質及其化合物的應用非常廣泛。（1）基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為___________。（2）用X射線衍射測定，得到Fe的兩種晶胞A．B，其結構如圖所示。晶胞A中每個Fe原子緊鄰的原子數為___________。每個晶胞B中含F(xiàn)e原子數為___________。（3）合成氨反應常使用鐵觸媒提高反應速率。如圖為有、無鐵觸媒時，反應的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式___________。從能量角度分析，鐵觸媒的作用是___________。（4）Fe3+可與H2O、SCN-、F-等配體形成配位數為6的配離子，如、、。某同學按如下步驟完成實驗：①為淺紫色，但溶液Ⅰ卻呈黃色，其原因是___________，為了能觀察到溶液Ⅰ中的淺紫色，可采取的方法是___________。②已知Fe3+與SCN-、F-的反應在溶液中存在以下平衡：；，向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液顏色由紅色轉變?yōu)闊o色。若該反應是可逆反應，其離子方程式為___________，平衡常數為___________(用K1和K2表示)?！敬鸢浮浚?）3d64s2（2）84（3）降低反應活化能（4）由Fe3+水解產物的顏色所致向該溶液中加HNO3【解析】（1）Fe為26號元素，所以基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為3d64s2，故答案為：3d64s2；（2）由圖可知，晶胞A中Fe的配位數為8，所以每個Fe原子緊鄰的原子數為8。根據原子均攤法，每個晶胞B中含F(xiàn)e原子數為，故答案為：8；；4（3）由圖可知，1molN2和3molH2反應時，放出的熱量為(a-b)kJ，所以該反應的熱化學方程式。鐵觸媒是反應的催化劑，作用是降低反應活化能，故答案為：；降低反應活化能；（4）①由于Fe3+水解產物的顏色導致溶液Ⅰ卻呈黃色，為了能觀察到溶液Ⅰ中的淺紫色，可向該溶液中加HNO3，抑制鐵離子的水解，故答案為：由Fe3+水解產物的顏色所致；向該溶液中加HNO3；②向溶液Ⅱ中加入NaF后，溶液顏色由紅色轉變?yōu)闊o色，說明和氟離子轉化為，其離子方程式為，和相減得到，所以平衡常數為，故答案為：；。5．【2022年河北卷】含及S的四元半導體化合物(簡寫為)，是一種低價、無污染的綠色環(huán)保型光伏材料，可應用于薄膜太陽能電池領域。回答下列問題：（1）基態(tài)S原子的價電子中，兩種自旋狀態(tài)的電子數之比為_______。（2）Cu與Zn相比，第二電離能與第一電離能差值更大的是_______，原因是_______。（3）的幾何構型為_______，其中心離子雜化方式為_______。（4）將含有未成對電子的物質置于外磁場中，會使磁場強度增大，稱其為順磁性物質，下列物質中，屬于順磁性物質的是_______(填標號)。A． B． C． D．（5）如圖是硫的四種含氧酸根的結構：根據組成和結構推斷，能在酸性溶液中將轉化為的是_______(填標號)。理由是_______。本題暫無（6）問【答案】（1）1：2##2：1（2）

Cu

Cu的第二電離能失去的是3d10的電子，第一電離能失去的是4s1電子，Zn的第二電離能失去的是4s1的電子，第一電離能失去的是4s2電子，3d10電子處于全充滿狀態(tài)，其與4s1電子能量差值更大（3）

三角錐形

sp3雜化（4）B（5）

D

D中含有-1價的O，易被還原，具有強氧化性，能將Mn2+轉化為MnO【解析】（1）基態(tài)S的價電子排布是3s23p4，根據基態(tài)原子電子排布規(guī)則，兩種自旋狀態(tài)的電子數之比為：1：2或2：1；（2）Cu的第二電離能失去的是3d10的電子，第一電離能失去的是4s1電子，Zn的第二電離能失去的是4s1的電子，第一電離能失去的是4s2電子，3d10電子處于全充滿狀態(tài)，其與4s1電子能量差值更大；（3）Sn是ⅣA族元素，SnCl的中心離子Sn2+價層電子對數為3+，有1對孤電子對，中心離子是sp3雜化，SnCl的幾何構型是三角錐形；（4）根據題意，具有順磁性物質含有未成對電子。A．[Cu(NH3)2]Cl各原子核外電子均已成對，不符合題意；B．[Cu(NH3)4]SO4中的Cu2+外圍電子排布是3d9，有未成對電子，符合題意；C．[Zn(NH3)4]SO4各原子核外電子均已成對，不符合題意；D．Na2[Zn(OH)]各原子核外電子均已成對，不符合題意；故答案選B。（5）Mn2+轉化為MnO需要氧化劑，且氧化性比MnO的強，由SO2使KMnO4溶液褪色可知H2SO4的氧化性弱于MnO，故A不符合；B．C中的S化合價比H2SO4低，氧化性更弱，故B．C均不符合；D中含有-1價的O，易被還原，具有強氧化性，能將Mn2+轉化為MnO，故D符合。6．（2021·全國乙卷真題）過渡金屬元素鉻是不銹鋼的重要成分，在工農業(yè)生產和國防建設中有著廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：（1）對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是_______(填標號)。A．軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應為B．4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C．電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大（2）三價鉻離子能形成多種配位化合物。中提供電子對形成配位鍵的原子是_______，中心離子的配位數為_______。（3）中配體分子、以及分子的空間結構和相應的鍵角如圖所示。中P的雜化類型是_______。的沸點比的_______，原因是_______，的鍵角小于的，分析原因_______。（4）在金屬材料中添加顆粒，可以增強材料的耐腐蝕性、硬度和機械性能。具有體心四方結構，如圖所示，處于頂角位置的是_______原子。設Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子空間占有率為_______%(列出計算表達式)。【答案】（1）AC（2）6（3）高存在分子間氫鍵含有一對孤對電子，而含有兩對孤對電子，中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大（4）Al【解析】（1）A.基態(tài)原子滿足能量最低原理，Cr有24個核外電子，軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應為，A正確；B.Cr核外電子排布為，由于能級交錯，3d軌道能量高于4s軌道的能量，即3d電子能量較高，B錯誤；C.電負性為原子對鍵合電子的吸引力，同周期除零族原子序數越大電負性越強，鉀與鉻位于同周期，鉻原子序數大于鉀，故鉻電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大，C正確；故答案為：AC；（2）中三價鉻離子提供空軌道，提供孤對電子與三價鉻離子形成配位鍵，中心離子的配位數為三種原子的個數和即3+2+1=6，故答案為：；6；（3）的價層電子對為3+1=4，故中P的雜化類型是；N原子電負性較強，分子之間存在分子間氫鍵，因此的沸點比的高；的鍵角小于的，原因是：含有一對孤對電子，而含有兩對孤對電子，中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大，故答案為：；高；存在分子間氫鍵；含有一對孤對電子，而含有兩對孤對電子，中的孤對電子對成鍵電子對的排斥作用較大；（4）已知具有體心四方結構，如圖所示，黑球個數為，白球個數為，結合化學式可知，白球為Cr，黑球為Al，即處于頂角位置的是Al原子。設Cr和Al原子半徑分別為和，則金屬原子的體積為，故金屬原子空間占有率=%，故答案為：Al；。7．（2020年新課標Ⅱ）鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：（1）基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為____________。（2）Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________。化合物TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377﹣24.1238.3155（3）CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負性大小順序是__________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________，Ca2+的配位數是__________。（4）一種立方鈣鈦礦結構的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機堿離子，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中__________的空間位置相同，有機堿中，N原子的雜化軌道類型是__________；若晶胞參數為anm，則晶體密度為_________g·cm-3(列出計算式)。（5）用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產生單質鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理_______、_______。【答案】（1）1s22s22p63s23p63d24s2（2）TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高（3）O＞Ti＞Ca離子鍵12（4）Ti4+sp3（5）2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+2Eu2++I2=2Eu3++2I?【解析】（1）鈦元素是22號元素，故其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；（2）一般不同的晶體類型的熔沸點是原子晶體>離子晶體>分子晶體，TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，對于結構相似的分子晶體，則其相對分子質量越大，分子間作用力依次越大，熔點越高；（3）CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素，Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素，Ca在Ti的左邊，根據同一周期元素的電負性從左往右依次增大，故Ti>Ca，O為非金屬，故其電負性最強，故三者電負性由大到小的順序是：O>Ti>Ca，金屬陽離子和氧負離子之間以離子鍵結合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離子，故Ca2+的配位數必須是與之距離最近且相等的氧離子的數目，從圖(a)可知，該數目為三個相互垂直的三個面上，每一個面上有4個，故Ca2+的配位數是12；（4）比較晶胞(a)(b)可知，將圖(b)中周圍緊鄰的八個晶胞中體心上的離子連接起來，就能變?yōu)閳D(a)所示晶胞結構，圖(b)中體心上的Pb2+就變?yōu)榱税藗€頂點，即相當于圖(a)中的Ti4+；圖(b)中頂點上的I-就變成了體心，即相當于圖(a)中的Ca2+；圖(b)面心上中的就變成了棱心，即相當于圖(a)中的O2-；故圖(b)中的Pb2+與圖(a)中的Ti4+的空間位置相同；有機堿中N原子上無孤對電子，周圍形成了4個鍵，故N原子采用sp3雜化；從圖（b）可知，一個晶胞中含有Pb2+的數目為1×1=1個，的數目為個，I-的數目為個，故晶胞的密度為；（5）從作用原理圖(c)可以推出，這里發(fā)生兩個離子反應方程式，左邊發(fā)生Pb+2Eu3+=Pb2++2Eu2+，右邊發(fā)生I2+2Eu2+=2Eu3++2I-。8．（2020年新課標Ⅰ）Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻而獲得2019年諾貝爾化學獎?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數之比為_________。（2）Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________。（3）磷酸根離子的空間構型為_______，其中P的價層電子對數為_______、雜化軌道類型為_______。（4）LiFePO4的晶胞結構示意圖如(a)所示。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體，它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結構。每個晶胞中含有LiFePO4的單元數有____個。電池充電時，LiFeO4脫出部分Li+，形成Li1?xFePO4，結構示意圖如(b)所示，則x=_______，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=_______?！敬鸢浮浚?）4:5（2）Na與Li同主族，Na的電子層數更多，原子半徑更大，故第一電離能更小Li，Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)Be原子的s能級軌道處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的（3）正四面體形4sp3（4）4或0.187513:3【解析】（1）基態(tài)鐵原子的價電子排布式為，失去外層電子轉化為Fe2+和Fe3+，這兩種基態(tài)離子的價電子排布式分別為和，根據Hund規(guī)則可知，基態(tài)Fe2+有4個未成對電子，基態(tài)Fe3+有5個未成對電子，所以未成對電子個數比為4:5；（2）同主族元素，從上至下，原子半徑增大，第一電離能逐漸減小，所以；同周期元素，從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，但由于ⅡA元素基態(tài)原子s能級軌道處于全充滿的狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同一周期的ⅢA元素，因此；（3）經過計算，中不含孤電子對，成鍵電子對數目為4，價層電子對數為4，因此其構型為正四面體形，P原子是采用sp3雜化方式形成的4個sp3雜化軌道；（4）由題干可知，LiFePO4的晶胞中，F(xiàn)e存在于由O構成的正八面體內部，P存在由O構成的正四面體內部；再分析題干中給出的(a),(b)和(c)三個不同物質的晶胞結構示意圖，對比(a)和(c)的差異可知，(a)圖所示的LiFePO4的晶胞中，小球表示的即為Li+，其位于晶胞的8個頂點，4個側面面心以及上下底面各自的相對的兩條棱心處，經計算一個晶胞中Li+的個數為個；進一步分析(a)圖所示的LiFePO4的晶胞中，八面體結構和四面體結構的數目均為4，即晶胞中含F(xiàn)e和P的數目均為4；考慮到化學式為LiFePO4，并且一個晶胞中含有的Li+，F(xiàn)e和P的數目均為4，所以一個晶胞中含有4個LiFePO4單元。對比(a)和(b)兩個晶胞結構示意圖可知，Li1-xFePO4相比于LiFePO4缺失一個面心的Li+以及一個棱心的Li+；結合上一個空的分析可知，LiFePO4晶胞的化學式為Li4Fe4P4O16，那么Li1-xFePO4晶胞的化學式為Li3.25Fe4P4O16，所以有即x=0.1875。結合上一個空計算的結果可知，Li1-xFePO4即Li0.8125FePO4；假設Fe2+和Fe3+數目分別為x和y，則列方程組：，，解得x=0.8125，y=0.1875，則Li1-xFePO4中。9．（2020年天津卷）Fe、Co、Ni是三種重要的金屬元素?；卮鹣铝袉栴}:（1）Fe、Co、Ni在周期表中的位置為_________，基態(tài)Fe原子的電子排布式為__________。（2）CoO的面心立方晶胞如圖所示。設阿伏加德羅常數的值為NA，則CoO晶體的密度為______g﹒cm-3：三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，其熔點由高到低的順序為_______。（3）Fe、Co、Ni能與C12反應，其中Co和為Ni均生產二氯化物，由此推斷FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由強到弱的順序為____，Co(OH)3與鹽酸反應有黃綠色氣體生成，寫出反應的離子方程式：______。（4）95℃時，將Ni片浸在不同質量分數的硫酸中，經4小時腐蝕后的質量損失情況如圖所示，當大于63%時，Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因為_____。由于Ni與H2SO4反應很慢，而與稀硝酸反應很快，工業(yè)上選用H2SO4和HNO3的混酸與Ni反應制備NiSO4。為了提高產物的純度，在硫酸中添加HNO3的方式為______(填“一次過量”或“少量多次”)，此法制備NiSO4的化學方程式為_______?！敬鸢浮浚?）第四周期第VIII族1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2（2）NiO＞CoO＞FeO（3）CoCl3＞Cl2＞FeCl32Co(OH)3＋6H+＋2Cl－＝Cl2↑＋2Co2+＋6H2O（4）隨H2SO4質量分數增加，Ni表面逐漸形成致密氧化膜少量多次3Ni＋3H2SO4＋2HNO3＝NiSO4＋2NO↑＋4H2O或Ni＋H2SO4＋2HNO3＝NiSO4＋2NO2↑＋2H2O【解析】（1）Fe、Co、Ni分別為26、27、28號元素，它們在周期表中的位置為第四周期第VIII族，基態(tài)Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；故答案為：第四周期第VIII族；1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；。（2）CoO的面心立方晶胞如圖1所示。根據晶胞結構計算出O2?個數為，Co2+個數為，設阿伏加德羅常數的值為NA，則CoO晶體的密度為；三種元素二價氧化物的晶胞類型相同，離子半徑Fe2+＞Co2+＞Ni2+，NiO、CoO、FeO，離子鍵鍵長越來越長，鍵能越來越小，晶格能按NiO、CoO、FeO依次減小，因此其熔點由高到低的順序為NiO＞CoO＞FeO；故答案為：；NiO＞CoO＞FeO。（3）Fe、Co、Ni能與Cl2反應，其中Co和為Ni均生產二氯化物，根據鐵和氯氣反應生成FeCl3，氧化劑的氧化性大于氧化產物氧化性，因此氧化性：Cl2＞FeCl3，氯氣與Co和為Ni均生產二氯化物，說明氯氣的氧化性比CoCl3弱，由此推斷FeCl3、CoCl3和Cl2的氧化性由強到弱的順序為CoCl3＞Cl2＞FeCl3，Co(OH)3與鹽酸反應有黃綠色氣體生成，發(fā)生氧化還原反應生成Cl2、CoCl2、H2O，其離子方程式：2Co(OH)3＋6H+＋2Cl－＝Cl2↑＋2Co2+＋6H2O；故答案為：CoCl3＞Cl2＞FeCl3；2Co(OH)3＋6H+＋2Cl－＝Cl2↑＋2Co2+＋6H2O。（4）類比Fe在常溫下與濃硫酸發(fā)生鈍化，根據圖中信息，當大于63%時，Ni被腐蝕的速率逐漸降低的可能原因為隨H2SO4質量分數增加，Ni表面逐漸形成致密氧化膜。工業(yè)上選用H2SO4和HNO3的混酸與Ni反應制備NiSO4。為了提高產物的純度，根據Ni與H2SO4反應很慢，而與稀硝酸反應很快，因此在硫酸中少量多次添加HNO3的方式來提高反應速率，反應生成NiSO4、H2O，根據硝酸濃度不同得到NO或NO2，此法制備NiSO4的化學方程式為3Ni＋3H2SO4＋2HNO3＝NiSO4＋2NO↑＋4H2O或Ni＋H2SO4＋2HNO3＝NiSO4＋2NO2↑＋2H2O；故答案為：隨H2SO4質量分數增加，Ni表面逐漸形成致密氧化膜；少量多次；3Ni＋3H2SO4＋2HNO3＝NiSO4＋2NO↑＋4H2O或Ni＋H2SO4＋2HNO3＝NiSO4＋2NO2↑＋2H2O。10．[2019新課標Ⅰ]在普通鋁中加入少量Cu和Mg后，形成一種稱為拉維斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得鋁材的硬度增加、延展性減小，形成所謂“堅鋁”，是制造飛機的主要村料?；卮鹣铝袉栴}：（1）下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是(填標號)。A． B． C． D．（2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是、。乙二胺能與Mg2+、Cu2+等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是(填“Mg2+”或“Cu2+”)。（3）一些氧化物的熔點如下表所示：氧化物Li2OMgOP4O6SO2熔點/°C1570280023.8?75.5解釋表中氧化物之間熔點差異的原因。（4）圖(a)是MgCu2的拉維斯結構，Mg以金剛石方式堆積，八面體空隙和半數的四面體空隙中，填入以四面體方式排列的Cu。圖(b)是沿立方格子對角面取得的截圖?？梢?，Cu原子之間最短距離x=pm，Mg原子之間最短距離y=pm。設阿伏加德羅常數的值為NA，則MgCu2的密度是g·cm?3(列出計算表達式)。【答案】（1）A（2）sp3sp3乙二胺的兩個N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵Cu2+（3）Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO>Li2O。分子間力（分子量）P4O6>SO2（4）【解析】（1）A.[Ne]3s1屬于基態(tài)的Mg+，由于Mg的第二電離能高于其第一電離能，故其再失去一個電子所需能量較高；

B.

[Ne]

3s2屬于基態(tài)Mg原子，其失去一個電子變?yōu)榛鶓B(tài)Mg+；C.

[Ne]3s13p1屬于激發(fā)態(tài)Mg原子，其失去一個電子所需能量低于基態(tài)Mg原子；D.[Ne]3p1屬于激發(fā)態(tài)Mg+，其失去一個電子所需能量低于基態(tài)Mg+，綜上所述，電離最外層一個電子所需能量最大的是[Ne]3s1，答案選A；（2）乙二胺中N形成3個單鍵，含有1對孤對電子，屬于sp3雜化；C形成4個單鍵，不存在孤對電子，也是sp3雜化；由于乙二胺的兩個N可提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵，因此乙二胺能與Mg2＋、Cu2＋等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子；由于銅離子的半徑較大且含有的空軌道多于鎂離子，因此與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是Cu2＋；（3）由于Li2O、MgO為離子晶體，P4O6、SO2為分子晶體。晶格能MgO＞Li2O，分子間力（分子量）P4O6＞SO2，所以熔點大小順序是MgO＞Li2O＞P4O6＞SO2；（4）根據晶胞結構可知Cu原子之間最短距離為面對角線的1/4，由于邊長是apm，則面對角線是，則x＝pm；Mg原子之間最短距離為體對角線的1/4，由于邊長是apm，則體對角線是，則y＝；根據晶胞結構可知晶胞中含有鎂原子的個數是8×1/8+6×1/2+4＝8，則Cu原子個數16，晶胞的質量是。由于邊長是apm，則MgCu2的密度是g·cm?3。11．[2019新課標Ⅱ]近年來我國科學家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe?Sm?As?F?O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}：（1）元素As與N同族。預測As的氫化物分子的立體結構為_______，其沸點比NH3的_______（填“高”或“低”），其判斷理由是________________________。（2）Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價層電子排布式為______________________。（3）比較離子半徑：F?__________O2?（填“大于”等于”或“小于”）。（4）一種四方結構的超導化合物的晶胞如圖1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。圖1圖2圖中F?和O2?共同占據晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1?x代表，則該化合物的化學式表示為____________，通過測定密度ρ和晶胞參數，可以計算該物質的x值，完成它們關系表達式：ρ=________g·cm?3。以晶胞參數為單位長度建立的坐標系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分數坐標，例如圖1中原子1的坐標為()，則原子2和3的坐標分別為__________、__________?！敬鸢浮浚?）三角錐形低NH3分子間存在氫鍵（2）4s4f5（3）小于（4）SmFeAsO1?xFx()、()【解析】（1）As與N同族，則AsH3分子的立體結構類似于NH3，為三角錐形；由于NH3分子間存在氫鍵使沸點升高，故AsH3的沸點較NH3低，故答案為：三角錐形；低；NH3分子間存在氫鍵；（2）Fe為26號元素，F(xiàn)e原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e原子失去1個電子使4s軌道為半充滿狀態(tài)，能量較低，故首先失去4s軌道電子；Sm的價電子排布式為4f66s2，失去3個電子變成Sm3+成為穩(wěn)定狀態(tài)，則應先失去能量較高的4s電子，所以Sm3+的價電子排布式為為4f5，故答案為：4s；4f5；（3）F-和O2-的核外電子排布相同，核電荷數越大，則半徑越小，故半徑：F-<O2-，故答案為：小于；（4）由圖1可知，每個晶胞中含Sm原子：4=2，含F(xiàn)e原子：4+1=2，含As原子：4=2，含O原子：（8+2）（1-x）=2（1-x），含F(xiàn)原子：（8+2）x=2x，所以該化合物的化學式為SmFeAsO1-xFx；根據該化合物的化學式為SmFeAsO1-xFx，一個晶胞的質量為，一個晶胞的體積為a2c10-30cm3，則密度=g/cm3，故答案為：SmFeAsO1-xFx；；根據原子1的坐標（，，），可知原子2和3的坐標分別為（，，0），（0，0，），故答案為：（，，0）；（0，0，）；12．[2019江蘇]Cu2O廣泛應用于太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu?O。（1）Cu2+基態(tài)核外電子排布式為_______________________。（2）的空間構型為_____________（用文字描述）；Cu2+與OH?反應能生成[Cu(OH)4]2?，[Cu(OH)4]2?中的配位原子為__________（填元素符號）。（3）抗壞血酸的分子結構如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為__________；推測抗壞血酸在水中的溶解性：____________（填“難溶于水”或“易溶于水”）。（4）一個Cu2O晶胞（見圖2）中，Cu原子的數目為__________?！敬鸢浮浚?）[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9（2）正四面體 O（3）sp3、sp2易溶于水 （4）4【解析】（1）Cu位于第四周期IB族，其價電子排布式為3d104s1，因此Cu2＋基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；（2）SO42－中S形成4個σ鍵，孤電子對數為(6＋2－4×2)/2=0，因此SO42－空間構型為正四面體形；[Cu(OH)4]2－中Cu2＋提供空軌道，OH－提供孤電子對，OH－只有O有孤電子對，因此[Cu(OH)4]2－中的配位原子為O；（3）根據抗壞血酸的分子結構，該結構中有兩種碳原子，全形成單鍵的碳原子和雙鍵的碳原子，全形成單鍵的碳原子為sp3雜化，雙鍵的碳原子為sp2雜化；根據抗環(huán)血酸分子結構，分子中含有4個－OH，能與水形成分子間氫鍵，因此抗壞血酸易溶于水；（4）考查晶胞的計算，白球位于頂點和內部，屬于該晶胞的個數為8×1/8+1=2，黑球全部位于晶胞內部，屬于該晶胞的個數為4，化學式為Cu2O，因此白球為O原子，黑球為Cu原子，即Cu原子的數目為4；13．[2017新課標Ⅰ]鉀和碘的相關化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用?；卮鹣铝袉栴}：（1）元素K的焰色反應呈紫紅色，其中紫色對應的輻射波長為_______nm（填標號）。A．404.4 B．553.5C．589.2 D．670.8 E．766.5（2）基態(tài)K原子中，核外電子占據最高能層的符號是_________，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為___________。K和Cr屬于同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是___________________________。（3）X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在離子。離子的幾何構型為_____________，中心原子的雜化形式為________________。（4）KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學材料，具有鈣鈦礦型的立方結構，邊長為a=0.446nm，晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置，如圖所示。K與O間的最短距離為______nm，與K緊鄰的O個數為__________。（5）在KIO3晶胞結構的另一種表示中，I處于各頂角位置，則K處于______位置，O處于______位置?！敬鸢浮浚?）A（2）N球形K的原子半徑較大且價電子數較少，金屬鍵較弱（3）V形sp3（4）0.315 12（5）體心棱心【解析】（1）紫色波長400nm～435nm，因此選項A正確。（2）K位于第四周期IA族，電子占據最高能層是第四層，即N層，最后一個電子填充在s能級上，電子云輪廓圖為球形；K的原子半徑大于Cr的半徑，且價電子數較少，金屬鍵較弱，因此K的熔點、沸點比Cr低。（3）與OF2互為等電子體，OF2屬于V形，因此幾何構型為V形，其中心原子的雜化類型為sp3。（4）根據晶胞結構，K與O間的最短距離是面對角線的一半，即為nm=0.315nm，根據晶胞的結構，距離K最近的O的個數為12個。（5）根據KIO3的化學式，以及晶胞結構，可知K處于體心，O處于棱心。14．[2018海南卷]I.下列元素或化合物的性質變化順序正確的是_______________A．第一電離能：Cl＞S＞P＞SiB．共價鍵的極性：HF＞HCI＞HBr＞HIC．晶格能：NaF＞NaCl＞NaBr＞NaID．熱穩(wěn)定性：MgCO3＞CaCO3＞SrCO3＞BaCO3II.黃銅礦是主要的煉銅原料，CuFeS2是其中銅的主要存在形式?；卮鹣铝袉栴}：（1）CuFeS2中存在的化學鍵類型是________________。下列基態(tài)原子或離子的價層電子排布圖正確的_____________。（2）在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時，有少量臭雞蛋氣味的氣體X產生。①X分子的立體構型是______，中心原子雜化類型為__________，屬于_______（填“極性”或“非極性”）分子。②X的沸點比水低的主要原因是____________________。（3）CuFeS2與氧氣反應生成SO2，SO2中心原子的價層電子對數為_____，共價鍵的類型有_________。（4）四方晶系CuFeS2晶胞結構如圖所示。①Cu＋的配位數為__________，S2－的配位數為____________。②已知：a＝b＝0.524nm，c＝1.032nm，NA為阿伏加德羅常數的值，CuFeS2晶體的密度是_______g?cm-3(列出計算式)?！敬鸢浮縄.BCII.（1）離子鍵CD（2）V形sp3極性水分子間存在氫鍵（3）3σ鍵和π鍵（4）44【解析】I.A．當原子軌道填充為半滿全滿時，較穩(wěn)定，P為半滿結構，因此第一電離能最大，故不符合題意；B．共價鍵的極性與原子得失電子能力有關，得失電子能力差別越大，極性越強，得電子能力，同主族元素從上到下依次減弱，故B符合題意；C．晶格能與離子半徑有關，離子半徑越大，晶格能越小，離子半徑，同主族元素從上到下依次增大，因此晶格能逐漸減小，故C符合題意；D．熱穩(wěn)定性，同主族元素，越往下，越穩(wěn)定，因此D不符合題意；故答案選BC。II.（1）CuFeS2中存在非金屬與金屬之間的化學鍵，為離子鍵；電子排布應先排滿低能軌道，再排滿高能軌道，因此，B不符合題意，而失去電子時，應先失去高能軌道電子，故CD符合題意。（2）①臭雞蛋氣味的氣體為硫化氫，分子中價層電子有4對，孤對電子為QUOTE=2對，故構型是V形，中心原子雜化類型為sp3，有孤對電子，為非對稱結構，因此為極性分子。②由于在水分子中，氧元素吸引電子能力極強，故水分子中存在氫鍵，沸點升高。（3）SO2中心原子的價層電子對數為=3，以雙鍵結合，故共價鍵類型為σ鍵和π鍵。（4）①Cu＋的配位數為6×+4×=4，S2－占據8個體心，有兩個S，因此S2－的配位數為4。②根據=QUOTE，質量m=(4×64+4×56+8×32)/NA，體積V=0.524×0.524×1.032×10-21cm-3,所以，CuFeS2晶體的密度是QUOTEg/cm3。15．[2017江蘇]鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的制備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。（1）Fe3+基態(tài)核外電子排布式為____________________。（2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是_______________，1mol丙酮分子中含有σ鍵的數目為______________。（3）C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為________________。（4）乙醇的沸點高于丙酮，這是因為____________________。（5）某FexNy的晶胞如題21圖?1所示，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型產物Fe(x?n)CunNy。FexNy轉化為兩種Cu替代型產物的能量變化如題21圖?2所示，其中更穩(wěn)定的Cu替代型產物的化學式為___________?！敬鸢浮浚?）[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5（2）sp2和sp39mol（3）H<C<O（4）乙醇分子間存在氫鍵（5）Fe3CuN【解析】（1）鐵是26號，F(xiàn)e3+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5。（2）丙酮()分子中碳原子軌道的雜化類型是甲基中的C形成3個C―Hσ鍵，1個C―Cσ鍵，為sp3雜化，羰基中的C形成3個C―Cσ鍵，一個π鍵，故C的雜化方式為sp2；據以上分析1mol丙酮分子中含有σ鍵的數目為9mol。（3）C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為H<C<O。（4）乙醇的沸點高于丙酮，這是因為乙醇分子間存在氫鍵；丙酮分子中無與電負性較大的O原子相連的H原子，不能形成氫鍵。（5）a位置Fe：8×1/8=1，b位置Fe，6×1/2=3，N為1個，從題21圖?2看出：Cu替代a位置Fe型產物的能量更低，將化學式由Fe3FeN用銅替換為Fe3CuN。16．【2016年高考海南卷】（14分）M是第四周期元素，最外層只有1個電子，次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負一價離子的最外層電子數與次外層的相同?；卮鹣铝袉栴}：（1）單質M的晶體類型為______，晶體中原子間通過_____作用形成面心立方密堆積，其中M原子的配位數為______。（2）元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為________，其同周期元素中，第一電離能最大的是______（寫元素符號）。元素Y的含氧酸中，酸性最強的是________（寫化學式），該酸根離子的立體構型為________。（3）M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。①該化合物的化學式為_______，已知晶胞參數a=0.542nm，此晶體的密度為_______g·cm–3。（寫出計算式，不要求計算結果。阿伏加德羅常數為NA）②該化合物難溶于水但易溶于氨水，其原因是________。此化合物的氨水溶液遇到空氣則被氧化為深藍色，深藍色