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20.ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài),含ⅥA族元素的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途.請回答下列問題:
(1)S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)如圖1所示,S原子采用的軌道雜化方式是sp3;
(2)原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為O>S>Se;
(3)Se的原子序數(shù)為34,其核外M層電子的排布式為3s23p63d10;
(4)H2Se的酸性比H2S強(填“強”或“弱”).氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為平面三角形,SO32-離子的立體構(gòu)型為三角錐形;
(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋:
①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因:第一步電離后生成的負(fù)離子,較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子.
②H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因:H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2.H2SeO3中的Se為+4價,而H2SeO4中的Se為+6價,正電性更高,導(dǎo)致Se-O-H中O的電子更向Se偏移,越易電離出H+
(6)ZnS在熒光體、光導(dǎo)體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應(yīng)用廣泛.立方ZnS晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示,其晶胞邊長為540.0pm,其密度為4.1(列式并計算),a位置S2-離子與b位置Zn2+離子之間的距離為\frac{270}{\sqrt{1-cos109°28′}}pm(列式表示).

分析 (1)根據(jù)圖片知,每個S原子含有2個σ鍵和2個孤電子對,根據(jù)價層電子對互斥理論確定S原子雜化方式;
(2)同一主族元素,元素原子失電子能力隨著原子序數(shù)的增大而增強,原子失電子能力越強,其第一電離能越��;
(3)Se元素34號元素,M電子層上有18個電子,分別位于3s、3p、3d能級上;
(4)非金屬性越強的元素,其與氫元素的結(jié)合能力越強,則其氫化物在水溶液中就越難電離,酸性就越弱;
根據(jù)價層電子對互斥理論確定氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型、SO32-離子的立體構(gòu)型;
(5)①第一步電離后生成的負(fù)離子,較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子;
②根據(jù)中心元素Se的化合價可以判斷電性高低,電性越高,對Se-O-H中O原子的電子吸引越強,越易電離出H+;
(6)利用均攤法計算晶胞中Zn、S原子數(shù)目,進而計算晶胞質(zhì)量,再根據(jù)ρ=\frac{m}{V}計算晶胞密度;
b位置黑色球與周圍4個白色球構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu),黑色球與兩個白色球連線夾角為109°28′,計算a位置白色球與面心白色球距離,設(shè)a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離,由三角形中相鄰兩邊、夾角與第三邊關(guān)系:a2+b2-2abcosθ=c2計算.

解答 解:(1)根據(jù)圖片知,每個S原子含有2個σ鍵和2個孤電子對,所以每個S原子的價層電子對個數(shù)是4,則S原子為sp3雜化,故答案為:sp3;
(2)同一主族元素,元素原子失電子能力隨著原子序數(shù)的增大而增強,原子失電子能力越強,其第一電離能越小,所以其第一電離能大小順序是O>S>Se,
故答案為:O>S>Se;
(3)Se元素34號元素,M電子層上有18個電子,分別位于3s、3p、3d能級上,所以其核外M層電子的排布式為3s23p63d10,
故答案為:34;3s23p63d10;
(4)非金屬性越強的元素,其與氫元素的結(jié)合能力越強,則其氫化物在水溶液中就越難電離,酸性就越弱,非金屬性S>Se,所以H2Se的酸性比H2S強,氣態(tài)SeO3分子中Se原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對,所以其立體構(gòu)型為平面三角形,SO32-離子中S原子價層電子對個數(shù)=3+\frac{1}{2}(6+2-3×2)=4且含有一個孤電子對,所以其立體構(gòu)型為三角錐形,
故答案為:強;平面三角形;三角錐形;
(5)①第一步電離后生成的負(fù)離子,較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子,故H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離,
故答案為:第一步電離后生成的負(fù)離子,較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子;
②H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2.H2SeO3中的Se為+4價,而H2SeO4中的Se為+6價,正電性更高,導(dǎo)致Se-O-H中O的電子更向Se偏移,越易電離出H+,H2SeO4比H2SeO3酸性強,
故答案為:H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2.H2SeO3中的Se為+4價,而H2SeO4中的Se為+6價,正電性更高,導(dǎo)致Se-O-H中O的電子更向Se偏移,越易電離出H+;
(6)晶胞中含有白色球位于頂點和面心,共含有8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}=4,黑色球位于體心,共4個,則晶胞中平均含有4個ZnS,質(zhì)量為4×(87÷6.02×1023)g,晶胞的體積為(540.0×10-10cm)3,則密度為[4×(87÷6.02×1023)g]÷(540.0×10-10cm)3=4.1g•cm-3;
b位置黑色球與周圍4個白色球構(gòu)成正四面體結(jié)構(gòu),黑色球與兩個白色球連線夾角為109°28′,a位置白色球與面心白色球距離為540.0pm×\frac{\sqrt{2}}{2}=270\sqrt{2}pm,設(shè)a位置S2-與b位置Zn2+之間的距離為y pm,由三角形中相鄰兩邊、夾角與第三邊關(guān)系:y2+y2-2y2cos109°28′=(270\sqrt{2}2,解得y=\frac{270}{\sqrt{1-cos109°28′}},
故答案為:4.1;\frac{270}{\sqrt{1-cos109°28′}}

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),為高頻考點,涉及晶胞計算、原子雜化方式判斷、原子核外電子排布等知識點,側(cè)重考查學(xué)生分析計算及空間想象能力,難點是(6)題計算,題目難度中等

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列實驗操作或裝置正確的是(  )
A.利用圖1所示裝置吸收制取少量二氧化硫產(chǎn)生的尾氣
B.利用圖2所示裝置制取乙烯
C.利用圖3所示裝置證明H2CO3酸性強于苯酚
D.利用圖4所示裝置制備乙酸乙酯

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑.實驗室可通過以下反應(yīng)制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O.下列說法正確的是( �。�
A.KClO3在反應(yīng)中得到電子,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.ClO2是氧化產(chǎn)物
C.H2C2O4中+3價的碳元素在反應(yīng)中被氧化
D.1mol KClO3參加反應(yīng)有2 mol電子轉(zhuǎn)移

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列實驗操作中:①過濾②蒸發(fā)結(jié)晶③溶解④取液體試劑⑤取固體試劑⑥配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液.一定要用到玻璃棒的是( �。�
A.①②③⑥B.④⑤C.①④⑥D.①③⑤⑥

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列實驗方案鑒別Na2CO3和NaHCO3,粉末能達到預(yù)期目的是( �。�
A.分別加等體枳、等濃度的稀鹽酸,比較生成氣體的快慢
B.分別加等體積適量的水,比較固體溶解量的多少
C.分別將兩種粉末配成溶液,然后加入澄清的石灰水,比較是否有沉淀生成
D.分別將兩種粉末加熱,并將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水,比較澄清石灰水是否變涿濁

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列現(xiàn)象與水污染無關(guān)的是( �。�
A.赤潮B.水華C.水俁病D.潮汐

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說法中正確的是( �。�
A.2.4g金屬鎂與足量鹽酸完全反應(yīng),失電子總數(shù)為0.2NA
B.2NA個二氧化碳分子的質(zhì)量為44g
C.0.1mol/L NaCl溶液中,Na+與Cl-離子總數(shù)為0.1NA
D.17g氨氣中所含原子數(shù)為NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.某無色溶液中存在大量的H+、NH4+、Cl-,該溶液中還可能大量存在的離子是( �。�
A.K+B.Ag+C.OH-D.HCO3-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.濃硫酸與銅在加熱時發(fā)生反應(yīng),生成二氧化硫氣體的體積為4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況). 試計算:(請寫出計算過程)
(1)用雙線橋法分析該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目及方向. 
(2)反應(yīng)過程中被還原硫酸的物質(zhì)的量.
(3)若將反應(yīng)后的溶液稀釋至500 mL,計算該溶液中硫酸銅的物質(zhì)的量濃度.

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同步練習(xí)冊答案
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