Question

（1）中學教材上圖示了NaCl晶體結構，它向三維空間延伸到完美晶體．NiO（氧化鎳）晶體的結構與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近的O^2-核間距離為a×10^-8 cm，計算NiO晶體的密度（已知NiO的摩爾質量為74.7g/mol）

 

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（2）天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某種NiO晶體中就存在如圖所示的缺陷：一個Ni²⁺空缺，另有兩個Ni₂被兩個Ni³⁺所取代．其結果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化．某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O，試計算晶體中Ni ³⁺與Ni ²⁺的離子數(shù)之比

 

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Answer 1

考點：晶胞的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離求出1cm³中含有的陰陽離子總數(shù)，根據(jù)陰陽離子的關系求出離子對數(shù)，再根據(jù)密度公式計算；
（2）根據(jù)物質中陰陽離子電荷相等計算Ni³⁺、Ni²⁺的個數(shù)比．

解答： 解：（1）在NiO晶體中，每4個Ni離子與4個O ^2-離子組成一個正方體，其體積為（a×10^-8 cm）³，每個Ni離子又屬于8個小正方體所有，1molNiO晶體有

6.02×1023

4

×8 個這種小正方體，所以1molNiO的總體積為（a×10^-8 cm）³×12.04×10²³cm³=1.204×a³cm³，所以密度=

74.7

1.204×a3

g?cm^-3=

62.0

a3

g?cm^-3，
故答案為：

62.0

a3

g?cm^-3；
（2）設1mol Ni_0.97O中含Ni³⁺xmol，Ni²⁺為（0.97-x）mol，根據(jù)晶體仍呈中性，可知  3x+2×（0.97-x）=2×1，
x=0.06mol  Ni²⁺為（0.97-x）mol=0.91mol，即離子數(shù)之比 Ni³⁺：Ni²⁺=0.06：0.91=6：91，
故答案為：6：91．

點評：本題考查了晶胞的計算，計算時要注意陰陽離子的關系及離子對數(shù)，再根據(jù)密度公式計算其密度，難度中等．