Question

9．翡翠的主要成分為NaAlSi₂O₆，還含有其他多種金屬陽離子，其中Cr³⁺的含量決定其綠色的深淺．
（1）Na、Al、Si、O四種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺＞Si＞Al＞Na．
（2）Cr³⁺的基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³．
（3）Cr可形成配合物K[Cr（C₂O₄）₂（H₂O）₂]，與H₂O互為等電子體的一種分子是H₂S（填化學(xué)式），草酸根離子（C₂O₄^2-）中碳原子的雜化方式為sp²，1mol H₂C₂O₄分子中含有的σ鍵的數(shù)目為7N_A．
（4）Cr和Ca可以形成一種具有特殊導(dǎo)電性的復(fù)合氧化物，晶胞如圖所示．當(dāng)該晶體中部分Ca²⁺被相同數(shù)目的La³⁺替代時，部分鉻由+4價轉(zhuǎn)變?yōu)?3價．若化合物中La³⁺和Ca²⁺的物質(zhì)的量之比為$\frac{x}{1-x}$（x＜0.1），三價鉻與四價鉻的物質(zhì)的量之比為$\frac{x}{1-x}$．

Answer 1

分析 （1）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，金屬性越弱，電負(fù)性越強(qiáng)；
（2）鉻24號元素，鉻元素失去3個電子變成Cr³⁺，所以Cr³⁺核外有21個電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其核外電子排布式；
（3）原子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的分子為等電子體；根據(jù)草酸根離子中C原子的價層電子對數(shù)判斷；單鍵中含有1個σ鍵，雙鍵中含有一個σ鍵和一個π鍵；
（4）利用均攤法計(jì)算該物質(zhì)的化學(xué)式，根據(jù)化合價的代數(shù)和為零計(jì)算．

解答 解：（1）非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，金屬性越弱，電負(fù)性越強(qiáng)，非金屬性：O＞Si＞Al＞Na，則電負(fù)性：O＞Si＞Al＞Na；
故答案為：O＞Si＞Al＞Na；
（2）鉻24號元素，鉻元素失去3個電子變成Cr³⁺，所以Cr³⁺核外有21個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³；
（3）原子數(shù)相同，價電子數(shù)相同的分子為等電子體，則與H₂O互為等電子體的一種分子是H₂S；草酸根離子中每個C原子形成一個C=O、C-C、C-O，則C原子形成的σ鍵數(shù)目為3，即價層電子對數(shù)為3，所以為sp²雜化；H₂C₂O₄分子含有2個O-H，2個C-O，2個C=O，1個C-C，則共含有7個σ鍵，所以1mol H₂C₂O₄分子中含有的σ鍵的數(shù)目為 7N_A；
故答案為：H₂S；sp²；7N_A；
（4）晶胞中O原子數(shù)為$\frac{1}{2}$×6=3，Ca原子數(shù)為$\frac{1}{8}$×8=1，Cr原子數(shù)為1，則化學(xué)式為CaCrO₃，當(dāng)該晶體中部分Ca²⁺被相同數(shù)目的La³⁺替代時，部分鉻由+4價轉(zhuǎn)變?yōu)?3價，
化合物中La³⁺和Ca²⁺的物質(zhì)的量之比為$\frac{x}{1-x}$（x＜0.1），則晶胞中含有x個La³⁺和（1-x）個Ca²⁺，
設(shè)+3價Cr與+4價Cr的物質(zhì)的量分別為m和n，
則m+n=1，
由化合價的代數(shù)和為零得：3x+2（1-x）+3m+4n=6，
解得：n=1-x，m=x，則三價鉻與四價鉻的物質(zhì)的量之比為$\frac{x}{1-x}$，
故答案為：$\frac{x}{1-x}$．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，題目難度較大，涉及電負(fù)性的判斷、電子排布式、雜化類型的判斷、σ鍵的數(shù)目的計(jì)算、晶胞的計(jì)算等，注意利用均攤法計(jì)算晶胞的構(gòu)成，注意利用化合價代數(shù)和為零的原則計(jì)算．