压轴题09 晶体的结构及其计算-【压轴题】2025年高考化学培优训练（江苏专用)

压轴题09晶体的结构及其计算 1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 （1）原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 （2）方法 A.长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算方法如图所示： B.非长方体晶胞中粒子视具体情况而定： a．三棱柱 b．六棱柱 （3）计算化学式 （4）①单位换算：1 nm＝10－7 cm、1 pm＝10－10 cm ②金属晶体中体心立方、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a) a．面对角线长：a b．体对角线长：a c．体心立方堆积：4r＝a(r为原子半径) d．面心立方堆积：4r＝a(r为原子半径) 2．常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目 （1）分子晶体和原子晶体 物质 晶胞结构 所含微粒数目 干冰 4个CO2分子 金刚石或晶体硅 8个碳原子或硅原子 （2）离子晶体 晶体类型 晶胞类型 晶胞结构示意图 配位数 紧邻等距相同离子　 每个晶胞含有离子数 AB NaCl Na＋：6 Cl－：6 Na＋：12 Cl－：12 Na＋：4 Cl－：4 CsCl Cs＋：8 Cl－：8 Cs＋：6 Cl－：6 Cs＋：1 Cl－：1 AB2 CaF2 Ca2＋：8 F－：4 — Ca2＋：4 F－：8 （3）金属晶体 堆积模型 晶胞类型 空间利用率 配位数 简单立方堆积 立方体 52% 6 体心立方堆积 体心立方 68% 8 六方最密堆积 平行六面体 74% 12 面心立方最密堆积 面心立方 74% 12 01 晶体中微粒数或化学式的计算 1、钛酸钡()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：。已知钛酸钡的晶胞结构均与接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是 A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与紧邻的有12个 C．的化学式为 D．钛酸钡的密度约为 02 考查晶体密度 2、一种新型超导材料由Li、Fe、Se组成，晶胞如图所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为90°，X的坐标为(0，1，)，Y的坐标为(，，)，设NA为阿伏加德罗常数的值(已知：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标)。下列说法正确的是 A．可通过红外光谱和质谱测定原子坐标 B．坐标为(，1，)的原子是Li原子 C．Se原子X与Se原子Y之间的距离为 D．该晶体的密度为 03 考查原子分数坐标参数 3、硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示。已知晶胞参数为q nm，乙图为晶胞的俯视图，a点的原子分数坐标为。 下列说法正确的是 A．晶胞中硒原子的配位数为12 B．晶胞中d点的原子分数坐标为 C．相邻两个Zn原子的最短距离为nm D．Zn和Se在元素周期表中分别位于d区与p区 04 考查晶胞结构的投影图 4、有一种有超导性的硼镁化合物，晶体结构属于立方晶系。其晶体结构、晶胞沿轴的投影图如图所示，关于其晶体下列说法正确的 A．该化合物的化学式为 B．一个晶胞中含有2个 C．最近距离为 D．与距离最近且相等的有8个 1．立方氮化硼晶体被认为是已知最硬的物质，其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为，晶胞参数为。下列说法正确的是 A．硼、氮原子间最短距离为 B．B、N元素均位于元素周期表中的区 C．该晶胞的质量为 D．若处原子分数坐标为(1，0，0)，则处原子分数坐标为 2．某钙钛矿型太阳能电池吸光材料的晶胞如图所示，其中A为，可由分子制得，晶胞参数为a nm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．1mol 中含有7NAσ键 B．与最近距离的数为8 C．该晶体属于混合型晶体 D．晶胞密度的计算式为 3．研究笼形包合物结构和性质具有重要意义，化学式为Ni(CN)x•Zn(NH3)y•zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)。每个苯环只有一半属于该晶胞，晶胞中N原子均参与形成配位键。晶胞参数为a=b≠c(晶胞边长单位为nm)，α=β=γ=90°。下列说法错误的是 A．x：y：z=2：1：1 B．该晶胞中Ni2+的配位数为4 C．已知阿伏加德罗常数为NA，该晶体密度为g·cm-3 D．若对该笼形包合物进行加热，首先脱离晶胞的组分是NH3 4．二氧化铈()氧载体具有良好的储氧放氧能力，可用于甲烷化学链重整，其原理如图所示。下列相关说法错误的是 A．通入后被氧化 B．中O的配位数为4 C．图示中 D．若中Ce、O最短距离为acm，则其密度为 5．某含钙化合物(相对分子质量为)的晶胞结构如图甲所示，图乙是晶胞底面平面图。已知晶胞参数，，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．图乙中与的距离为 C．1的坐标为(a，0，0)，则2的坐标为 D．该晶体的密度为 6．钠和氦在的压力下可以形成一种稳定的化合物(相对分子质量为)，钠离子形成如图甲所示的规则立方体堆积，氦原子和电子对交替填充在这些钠原子形成的立方体的体心，得到如图乙所示的晶胞。已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．两对电子对之间的最近距离为 B．每个钠离子周围最近的氦原子数为4 C．该物质的化学式可写为 D．该晶体的密度为 7．汞及其化合物在我国应用的历史久远，可用作医药、颜料等。两种含汞化合物的晶胞结构如图所示，其中甲为四方晶胞结构，乙为立方晶胞结构。下列说法不正确的是 A．已知A点的坐标，则的分数坐标为 B．丙是乙晶胞的俯视图 C．乙中相邻的和之间的距离为 D．每个甲、乙晶胞中含有的阴阳离子数目之和不相等 8．氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，广泛应用于激光领域等，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，设为阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是 A．晶胞中每个镁离子周围等距离且最近的钾离子数目为8 B．若钾离子位于顶点，则氟离子处于晶胞的位置是棱心 C．氟化钾镁晶体的密度为 D．氟元素位于元素周期表的p区 9．混合卤化物有理想的光电性能，可用于高效太阳能电池。其两种晶胞结构如图所示。已知晶胞a中M原子的分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．晶胞a和b的混合卤化物的化学式均为CsPbI2Br B．晶胞b的俯视图为 C．晶胞a中N原子的分数坐标为(，0，) D．晶胞a中距I最近的Pb有4个 10．皮萨草具有重要的药用价值，其主要成分是一种配合物，由和配离子M构成，其晶胞结构如图甲，沿x、y、z轴方向的投影均为图乙。 下列说法错误的是 A．的配位数为8 B．晶体的化学式为 C．若X的原子坐标为，则Y的原子坐标为 D．若处于晶胞的8个顶点，则其余还位于体心、6个面心和12个棱心 11．下列有关物质结构与性质及对应用途的分析正确的是 选项 物质结构与性质 用途 A 是共价晶体，硬度大，熔点高 常用于制造砂轮、高温材料的涂层 B 汽油是非极性溶剂 目前大多数交通工具用汽油作能源 C 分子中氮氮三键的键能小，性质稳定 粮库常充入氮气作保护气 D 石墨中存在离域大π键，有自由流动的电子 石墨粉常作润滑剂 A．A B．B C．C D．D 12．CuFeS2中嵌入后形成的化合物X可以用作二次电池正极材料。X的晶胞投影图如图1、图2所示。已知X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，下列说法不正确的是 A．X的晶胞可表示为上图3 B．该晶胞中与硫离子距离最近且等距离的钠离子有6个 C．充电时，从X晶体中脱嵌，X发生氧化反应 D．X在空气中加热可能生成Cu2O和Fe3O4 13．碳化铍常作陶瓷材料添加剂、耐火材料，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为，C原子半径为，原子半径为；原子的空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比。 下列叙述正确的是 A．碳化铍的化学式为 B．碳化铍晶体中，与原子紧邻且等距离的原子有4个 C．原子分数坐标为 D．该晶胞中原子的空间利用率为 14．我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、P、Ti、Ni、Fe等元素。回答下列问题： (1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填标号，下同)，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。 A．  B． C．  D． (2)表中是Na2PO3F中一种组成元素逐级失去电子的电离能： I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 电离能/ () 1012 1903 2912 4956 6273 21268 25397 29854 该元素其基态原子的价电子排布图为 。 (3)氯化铝的熔点为190℃，而氟化铝的熔点为1290℃，导致这种差异的原因为： 。 (4)氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构，六方氮化硼的结构与石墨类似，可做润滑剂；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。 六方氮化硼的晶体类型为 ；立方氮化硼晶胞的密度为，晶胞的边长为apm。则阿伏加德罗常数的表达式为 。 (5)已知Cu第一电离能，Fe第一电离能，则I2(Cu) I2(Fe)(填“>”、“=”或“＜”)，其主要原因是 。 (6)向CuSO4溶液中逐滴加入过量稀氨水，所涉及的化学反应用离子方程式表示： ， 。 15．钴及其化合物在电池、合金、生物医学等领域有着广泛的应用 ，回答下列问题： (1)钴在元素周期表中的 区，Co的第四电离能 Fe的第四电离能(填“大于”，“小于”或“等于”)，原因是 。 (2)CoCl2与CoBr2在熔融状态下均可以导电，比较两者熔沸点并说明原因是 。 (3)高能炸药BNCP的结构如图所示，其中钴的化合价为 ，中心原子的价层电子对数为 ，BNCP中阳离子存在的化学键类型有 。 A．共价键　　B．离子键　　C．氢键　　D．配位键　　F.范德华力 (4)锂钴复合氧化物是应用广泛的锂离子电池正极材料，一种晶胞的结构如图所示。该化合物的化学式为 ，晶胞密度的表达式 。 16．硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS，含有、等杂质)制备晶体，工艺流程如下： 已知：①  ； ②  ； ③当则认为反应可进行 (1)为了提高浸取效率，可采取的措施是 (任举一例)。 (2)“浸取”时，浸出液主要成分为，写出生成的离子反应方程式 。 (3)“沉降”时，冰水的作用是 。 (4)已知沉淀转化发生的反应为，请通过计算说明该反应可以发生的理由 ，试剂M是 (填写“硫酸”或“盐酸”)。 (5)滤渣2的主要成分是 。 (6)PbS的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为，设阿伏加德罗常数的值为。 ①硫原子的价电子排布式为 。 ②晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为 cm。 17．铍(Be)广泛用于航空航天、电子元件、导弹与武器制造等领域。一种以铍矿石(主要成分为，少量MnO等)为原料制备铍的工艺流程如图所示。 已知：“烧结”时，未发生氧化还原反应；烧结后，Be、Mn元素转化成可溶性的、，其他元素以稳定的氧化物形式存在。 回答下列问题： (1)将写成氧化物的形式为 。 (2)“烧结”时，MnO反应的化学方程式为 。 (3)在元素周期表中，Be与Al处于对角线的位置，它们的性质相似。下列说法错误的是___________(填字母)。 A．Be是一种轻金属，能与冷水反应 B．BeO具有高熔点，能耐酸碱腐蚀 C．常温下，溶液的 D．溶液和溶液混合产生沉淀 (4)实验室利用回收的作氧化剂可制备气体 (填化学式)。 (5)“沉铍”为了得到颗粒状，采用如下步骤：首先加入足量NaOH溶液，得到(溶液)，再加热煮沸，调节。从化学平衡移动角度解释获得的原理： 。 (6)已知几种物质的熔、沸点数据如表所示： 物质 Be MgO 熔点/℃ 1287 2850 沸点/℃ 2970 3600 焦炭还原法和镁还原法都在氩气中进行，氩气的作用是 ；“镁还原法”得到MgO和Be，分离、提纯Be宜/采用的方法是 。 (7)铁冰晶石()的晶胞结构如图所示。晶胞是正四棱柱形状，位于顶点和体心。铁冰晶石晶体的密度为 。(的摩尔质量为) 18．锗在现代通信技术中发挥着桥梁作用。从某冶锌工厂的工业废料[除和少量外，还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物]中回收几种金属的单质或化合物的工业流程如图。 回答下列问题： (1)基态锗原子价层电子排布式是 。 (2)“浸液1”制取晶体的过程中应先加入 (填化学式)调节溶液的值，使转化为沉淀除去，再经过一系列操作即可制得硫酸锌晶体。 (3)“酸浸2”时铋的氧化物()发生反应的离子方程式是 。 (4)“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有 ，分液时“水相”从分液漏斗的 (填“下口放出”或“上口倒出”)。 (5)“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节为2.5，不能过高或过低，原因是 。 (6)一种含锗的化合物应用于太阳能电池，其晶胞为长方体，结构如图(A)。 ①该锗化合物晶胞的表示方式有多种，图中 (填“B”“C”或“D”)图不能表示此化合物的晶胞。 ②晶胞A的参数如上图所示，其密度为，则阿伏加德罗常数数值为 (用含a、b、c、ρ表示)。 19．稀土元素Ce是重要的战略资源，其氧化物CeO2是一种重要的催化剂。一种沉淀法制备CeO2的过程如下： (1)制备Ce2(CO3)3·8H2O沉淀 ①配制Ce (NO3)3溶液时，需滴加适量稀硝酸调节酸度，其原因为 。 ②生成Ce2(CO3)3·8H2O沉淀的化学方程式为 。 ③溶液pH与Ce2(CO3)3·8H2O沉淀产率的关系如图1所示。滴加NH4HCO3溶液(弱碱性)前，先加氨水调节溶液pH约为6的原因为 。 (2)灼烧Ce2(CO3)3·8H2O制备CeO2 在空气中灼烧Ce2(CO3)3·8H2O，测得灼烧过程中剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化曲线如图2所示。已知a到b过程中产生的气体不能使无水CuSO4变蓝，但能被碱液完全吸收。 ①a点固体产物为 (填化学式，写出计算过程)。 ②“灼烧”过程中，产生的气体选用氨水吸收的原因为 。 ③b点得到CeO2晶体，其晶胞如图3所示。晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为 。 20．碲化锡(SnTe)常用于制造传感器、光学仪器、红外探测器等。某小组以黄锡矿(主要成分为为原料制备碲化锡的流程如图所示。 已知：①煅烧后的烧渣的主要成分是和； ②“碱浸”后，Sn元素以的形式存在。 回答下列问题： (1)中位于元素周期表ds区的元素为 (填元素符号，下同)，基态原子未成对电子数最多的元素为 。 (2)“煅烧”中，常采用“逆流操作”，即空气从沸腾炉下部进入，矿料从上部加入，这样操作的目的是 。其尾气经净化、催化氧化、98.3%硫酸吸收，可制备化工产品 (填化学式)。 (3)“浸渣”的主要成分是 (填化学式)；工业生产时会洗涤浸渣并将洗涤液合并至碱浸液中，该操作的目的是 。 (4)已知“沉锡”中需通入过量的，该反应的离子方程式为 。 (5)灰锡的立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.6489nm，设为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中2个Sn之间的最近距离为 nm(只列计算式，下同)，灰锡的密度为 。 试卷第16页，共16页 试卷第15页，共16页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题09晶体的结构及其计算 1．晶胞中微粒数目的计算方法——均摊法 （1）原则：晶胞中任意位置上的一个原子如果是被n个晶胞所共有，那么，每个晶胞对这个原子分得的份额就是。 （2）方法 A.长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的微粒数的计算方法如图所示： B.非长方体晶胞中粒子视具体情况而定： a．三棱柱 b．六棱柱 （3）计算化学式 （4）①单位换算：1 nm＝10－7 cm、1 pm＝10－10 cm ②金属晶体中体心立方、面心立方堆积中的几组公式(设棱长为a) a．面对角线长：a b．体对角线长：a c．体心立方堆积：4r＝a(r为原子半径) d．面心立方堆积：4r＝a(r为原子半径) 2．常见的晶胞结构及晶胞含有的粒子数目 （1）分子晶体和原子晶体 物质 晶胞结构 所含微粒数目 干冰 4个CO2分子 金刚石或晶体硅 8个碳原子或硅原子 （2）离子晶体 晶体类型 晶胞类型 晶胞结构示意图 配位数 紧邻等距相同离子　 每个晶胞含有离子数 AB NaCl Na＋：6 Cl－：6 Na＋：12 Cl－：12 Na＋：4 Cl－：4 CsCl Cs＋：8 Cl－：8 Cs＋：6 Cl－：6 Cs＋：1 Cl－：1 AB2 CaF2 Ca2＋：8 F－：4 — Ca2＋：4 F－：8 （3）金属晶体 堆积模型 晶胞类型 空间利用率 配位数 简单立方堆积 立方体 52% 6 体心立方堆积 体心立方 68% 8 六方最密堆积 平行六面体 74% 12 面心立方最密堆积 面心立方 74% 12 01 晶体中微粒数或化学式的计算 1、钛酸钡()是一种新型太阳能电池材料，其制备原理为：。已知钛酸钡的晶胞结构均与接触)和元素周期表中钛的数据如图所示，晶胞参数为为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是 A．Ti元素的质量数为47.87 B．晶体中与紧邻的有12个 C．的化学式为 D．钛酸钡的密度约为 【答案】C 【解析】A．Ti元素的相对原子质量为47.87，故A错误； B．根据晶胞结构图，晶体中与紧邻的有6个，故B错误； C．根据均摊原则，晶胞中Ti4+数 、Ba2+数1、O2-数为，钛酸钡的化学式为BaTiO3，根据元素守恒，的化学式为，故C正确； D．根据均摊原则，晶胞中Ti4+数1、Ba2+数1、O2-数为3，钛酸钡的密度约为，故D错误； 选C。 02 考查晶体密度 2、一种新型超导材料由Li、Fe、Se组成，晶胞如图所示(Fe原子均位于面上)。晶胞棱边夹角均为90°，X的坐标为(0，1，)，Y的坐标为(，，)，设NA为阿伏加德罗常数的值(已知：以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标)。下列说法正确的是 A．可通过红外光谱和质谱测定原子坐标 B．坐标为(，1，)的原子是Li原子 C．Se原子X与Se原子Y之间的距离为 D．该晶体的密度为 【答案】C 【解析】A．利用晶体X射线衍射可测定原子坐标，红外光谱和质谱不能测定原子坐标，A项错误； B．由晶胞结构可知坐标为(，1，)的原子是Z原子，即Fe原子，B项错误； C．Se原子X与Se原子Y，沿x轴方向的距离为，沿y轴方向的距离为，沿z轴方向的距离为，两点间的距离为，C项正确； D．Li原子有8个位于顶点，1个位于体心，个数为：，Fe有8个位于面上，个数为，Se原子有8个位于棱上，2个位于体内，个数为：，晶胞的质量为：，晶胞体积为：，密度为，D项错误； 故选C。 03 考查原子分数坐标参数 3、硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示。已知晶胞参数为q nm，乙图为晶胞的俯视图，a点的原子分数坐标为。 下列说法正确的是 A．晶胞中硒原子的配位数为12 B．晶胞中d点的原子分数坐标为 C．相邻两个Zn原子的最短距离为nm D．Zn和Se在元素周期表中分别位于d区与p区 【答案】B 【解析】A．该晶胞中Zn原子的配位数是4，则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4，A错误； B．该晶胞中a点坐标为，b点坐标为，则a原子位于坐标原点，b原子在坐标轴正方向空间内，由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内，且到x轴、y轴、z轴的距离分别为，即d原子的坐标为，B正确； C．面对角线的两个Zn原子距离最短，为，C错误； D．Zn的价层电子排布式为，位于ds区，Se的价层电子排布式为，位于p区，D错误； 故选B。 04 考查晶胞结构的投影图 4、有一种有超导性的硼镁化合物，晶体结构属于立方晶系。其晶体结构、晶胞沿轴的投影图如图所示，关于其晶体下列说法正确的 A．该化合物的化学式为 B．一个晶胞中含有2个 C．最近距离为 D．与距离最近且相等的有8个 【答案】A 【解析】A．由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心，由均摊法可以求出正六棱柱中含有个Mg，由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞，则晶胞中Mg的个数为1；晶体结构中B在正六棱柱体内共6个，则该物质的化学式为MgB2；A正确； B．由A分析可知，晶胞中Mg的个数为1，B错误； C．由晶胞沿c轴的投影图可知，B原子在图中两个正三角形的重心，该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍，顶点到对边的垂线长度为，因此B-B最近距离为，C错误； D．根据该晶体结构可知，与距离最近且相等的有12个，D错误； 故选A。 1．立方氮化硼晶体被认为是已知最硬的物质，其晶胞结构如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为，晶胞参数为。下列说法正确的是 A．硼、氮原子间最短距离为 B．B、N元素均位于元素周期表中的区 C．该晶胞的质量为 D．若处原子分数坐标为(1，0，0)，则处原子分数坐标为 【答案】A 【详解】A．由晶胞图可知，硼、氮原子间最短距离为体对角线的，晶胞参数为，晶胞的体对角线为，故硼、氮原子间最短距离为，A正确； B．B的价电子排布式为、N的价电子排布式为，均位于元素周期表中的区，B错误； C．由图知，在晶胞中，含有4个和个B，该晶胞的质量为，C错误； D．由图知，若处原子分数坐标为(1，0，0)，则处原子分数坐标为，D错误； 故选A。 2．某钙钛矿型太阳能电池吸光材料的晶胞如图所示，其中A为，可由分子制得，晶胞参数为a nm，为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．1mol 中含有7NAσ键 B．与最近距离的数为8 C．该晶体属于混合型晶体 D．晶胞密度的计算式为 【答案】C 【详解】A．1个中含有7个键，则1mol 中含有7 键，故A正确； B．位于晶胞面心，则与最近距离的数为8，故B正确； C．该晶体是由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体，属于离子晶体，故C错误； D．该晶胞中含有1个，3个，1个，相对分子质量为620，则晶胞的密度为，故D正确； 答案选C。 3．研究笼形包合物结构和性质具有重要意义，化学式为Ni(CN)x•Zn(NH3)y•zC6H6的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出)。每个苯环只有一半属于该晶胞，晶胞中N原子均参与形成配位键。晶胞参数为a=b≠c(晶胞边长单位为nm)，α=β=γ=90°。下列说法错误的是 A．x：y：z=2：1：1 B．该晶胞中Ni2+的配位数为4 C．已知阿伏加德罗常数为NA，该晶体密度为g·cm-3 D．若对该笼形包合物进行加热，首先脱离晶胞的组分是NH3 【答案】D 【详解】A．由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Ni2+个数为，Zn2+个数为，含有CN-为，NH3个数为，苯环个数为，则该晶胞的化学式为Ni(CN)4•Zn(NH3)2•2C6H6，则x:y:z=4:2:2=2:1:1，故A正确； B．晶胞中每个N原子均参与形成配位键，Ni2+周围形成的配位键数目为4，则该晶胞中Ni2+的配位数为4，故B正确； C．由晶胞示意图可知，一个晶胞中含有Ni2+个数为，Zn2+个数为，含有CN-为，NH3个数为，苯环个数为，则该晶体密度为，故C正确； D．NH3与Zn2+之间形成配位键，CN-与Ni2+之间形成配位键，苯与Ni(CN)x、Zn(NH3)y之间的相互作用为范德华力，因此对该笼形包合物进行加热，首先脱离晶胞的组分是苯，故D错误； 故答案为D。 4．二氧化铈()氧载体具有良好的储氧放氧能力，可用于甲烷化学链重整，其原理如图所示。下列相关说法错误的是 A．通入后被氧化 B．中O的配位数为4 C．图示中 D．若中Ce、O最短距离为acm，则其密度为 【答案】A 【详解】A．中Ce的化合价为＋4，图示中只有一个氧空位，则晶胞的化学式为，Ce的平均价态为＋3.5，则通入后被还原，A项错误； B．由题图可知，中O的配位数为4，B项正确； C．由A项分析可知，中Ce的平均价态为＋3.5，则，C项正确； D．若晶胞中Ce、O最短距离为acm，则晶胞的边长为cm，根据均摊法可知，一个晶胞中含有Ce个，含O为8个，则其密度为，D项正确； 5．某含钙化合物(相对分子质量为)的晶胞结构如图甲所示，图乙是晶胞底面平面图。已知晶胞参数，，阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是 A．该化合物的化学式为 B．图乙中与的距离为 C．1的坐标为(a，0，0)，则2的坐标为 D．该晶体的密度为 【答案】D 【详解】A．由晶胞结构图可知，一个晶胞中含有Ca的个数为，B的个数为，N的个数为，则该化合物的化学式为，A正确； B．图乙中与的距离为面对角线的一半，应为，B正确； C．由晶胞结构图可知，1的坐标为(a，0，0)，则2的坐标为，C正确； D．该晶体的密度为，D错误； 故选D。 6．钠和氦在的压力下可以形成一种稳定的化合物(相对分子质量为)，钠离子形成如图甲所示的规则立方体堆积，氦原子和电子对交替填充在这些钠原子形成的立方体的体心，得到如图乙所示的晶胞。已知晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，下列说法错误的是 A．两对电子对之间的最近距离为 B．每个钠离子周围最近的氦原子数为4 C．该物质的化学式可写为 D．该晶体的密度为 【答案】A 【详解】 A．氦原子和电子对交替填充在这些钠原子形成的立方体的体心，晶胞乙的结构可表示为，两对电子对之间的最近距离为，A错误； B．由晶胞乙的结构可知，每个钠离子周围最近的氦原子数为4，钠离子位于4个氦原子形成的正四面体空隙中，B正确； C．晶胞中的电子对、He原子处于小立方体的中心，不均摊，可知晶胞中有=4对电子、=4个He原子，结合晶胞结构知晶胞占有的钠离子数目为8，则Na、He、电子对数占比为8：4：4=2：1：1，故化学式为，C正确； D．晶胞中有=4对电子、=4个He原子，结合晶胞结构知晶胞占有的钠离子数目为8，即4个，的相对分子质量为M，该晶体的密度为，D正确； 故选A。 7．汞及其化合物在我国应用的历史久远，可用作医药、颜料等。两种含汞化合物的晶胞结构如图所示，其中甲为四方晶胞结构，乙为立方晶胞结构。下列说法不正确的是 A．已知A点的坐标，则的分数坐标为 B．丙是乙晶胞的俯视图 C．乙中相邻的和之间的距离为 D．每个甲、乙晶胞中含有的阴阳离子数目之和不相等 【答案】C 【详解】A．已知A点的坐标(0，0，0)，B点位于晶胞体心，则其则B(Hg2+)的分数坐标为(，，)，故A正确； B．乙晶胞从上往下看，得到正方形，四个顶点和对角线交点有Hg2+，四个小正方形的中心有S2-，即俯视图如丙所示，故B正确； C．乙中相邻的Hg2+和S2-之间的距离等于体对角线长的1/4，体对角线长=anm，则Hg2+和S2-之间的距离为：anm，故C错误； D．甲晶胞中，阴离子Cl-数目为：，的数目为：，Hg2+数目为：1，则阳离子数目为2；乙晶胞中，S2-数目为：4，Hg2+数目为：，则阴阳离子数目都为4，则含有的阴阳离子数目之和不相等，故D正确； 故选C。 8．氟化钾镁是一种具有优良光学性能的材料，广泛应用于激光领域等，其立方晶胞结构如图所示，晶胞边长为a pm，设为阿伏加德罗常数，下列说法不正确的是 A．晶胞中每个镁离子周围等距离且最近的钾离子数目为8 B．若钾离子位于顶点，则氟离子处于晶胞的位置是棱心 C．氟化钾镁晶体的密度为 D．氟元素位于元素周期表的p区 【答案】B 【详解】A．由图可知，镁离子位于晶胞的顶点，钾离子位于晶胞的体心，晶胞中每个镁离子周围等距离且最近的钾离子数目为8，故A正确； B．由图可知，钾离子位于体心，氟离子位于棱心，若钾离子位于顶点，则氟离子应位于面心上，故B错误； C．由图可知，该晶胞的化学式为，则该晶胞的密度为，故C正确； D．氟为9号元素，其核外电子排布式为：1s22s22p5，位于周期表的p区，故D正确； 故选B。 9．混合卤化物有理想的光电性能，可用于高效太阳能电池。其两种晶胞结构如图所示。已知晶胞a中M原子的分数坐标为(0，0，0)。下列说法错误的是 A．晶胞a和b的混合卤化物的化学式均为CsPbI2Br B．晶胞b的俯视图为 C．晶胞a中N原子的分数坐标为(，0，) D．晶胞a中距I最近的Pb有4个 【答案】D 【详解】A．晶胞a中Cs、Pb、I、Br的数目依次为1、1、、，晶胞b内Cs、Pb、I、Br的数目依次为：、、4、，则二者中Cs、Pb、I、Br的数目之比均为1:1:2:1，晶胞a和b的混合卤化物的化学式均为CsPbI2Br，A不符合题意； B．晶胞顶点上的原子投影为长方形的顶点，棱边中点的原子投影为边长的中点，体心、上下底面的面向投影为长方形的对角线交点(面心)，剩余的4个晶胞内的原子投影在长方形内，晶胞b的俯视图正确，B不符合题意； C．根据晶胞结构可知，N位于晶胞左侧的面心，N原子的分数坐标为(，0，)，C不符合题意； D．由图可知，晶胞a中距I最近的Pb有2个，D符合题意； 故选D。 10．皮萨草具有重要的药用价值，其主要成分是一种配合物，由和配离子M构成，其晶胞结构如图甲，沿x、y、z轴方向的投影均为图乙。 下列说法错误的是 A．的配位数为8 B．晶体的化学式为 C．若X的原子坐标为，则Y的原子坐标为 D．若处于晶胞的8个顶点，则其余还位于体心、6个面心和12个棱心 【答案】A 【详解】A．由图甲可得出M离子的配位数为8，则的配位数为4，A项错误； B．根据图甲，晶胞中均摊为8个，M为个，因此晶体的化学式为，B项正确； C．若X的原子坐标为，结合坐标轴，则Y的原子坐标为，C项正确； D．若处于晶胞的8个顶点，则其余还位于体心、6个面心和12个棱心，晶胞中均摊8个，D项正确； 故选A。 11．下列有关物质结构与性质及对应用途的分析正确的是 选项 物质结构与性质 用途 A 是共价晶体，硬度大，熔点高 常用于制造砂轮、高温材料的涂层 B 汽油是非极性溶剂 目前大多数交通工具用汽油作能源 C 分子中氮氮三键的键能小，性质稳定 粮库常充入氮气作保护气 D 石墨中存在离域大π键，有自由流动的电子 石墨粉常作润滑剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．由于是共价晶体，硬度大，熔点高，则常用于制造砂轮、高温材料的涂层，A正确； B．目前大多数交通工具用汽油作能源是由于其燃烧时释放大量的热，与其是非极性溶剂无关，B错误； C．氮气由于存在氮氮三键，键能很大，难断裂，所以化学性质相当稳定，故粮库常充入氮气作保护气，C错误； D．石墨中层与层之间存在微弱的范德华力，易滑动，起润滑作用，与石墨中存在离域大π键，有自由流动的电子无关，D错误； 故选A。 12．CuFeS2中嵌入后形成的化合物X可以用作二次电池正极材料。X的晶胞投影图如图1、图2所示。已知X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，下列说法不正确的是 A．X的晶胞可表示为上图3 B．该晶胞中与硫离子距离最近且等距离的钠离子有6个 C．充电时，从X晶体中脱嵌，X发生氧化反应 D．X在空气中加热可能生成Cu2O和Fe3O4 【答案】B 【分析】CuFeS2中嵌入后形成的化合物X，X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，在CuFeS2晶体中，S为-2价，Cu为+2价，Fe为+2价，嵌入后形成的化合物X，X晶体中Fe、Cu原子个数比为1∶1，则S化合价和Fe的化合价不变，Cu由+2价变化为+1价，同时嵌入的Na+让化合物呈现电中性，X的化学式为NaCuFeS2。 【详解】A．根据分析，X的化学式为NaCuFeS2，上图3晶胞中有S原子2个，Fe与Cu各1个，Na为1个，化学式符合NaCuFeS2，A正确； B．由图可知，该晶胞中与硫离子距离最近且等距离的钠离子有3个，B错误； C．充电时，从X(NaCuFeS2)晶体中脱嵌生成CuFeS2，Cu的化合价升高，X发生氧化反应，C正确； D．X为NaCuFeS2，在空气中加热可能生成稳定的氧化物Cu2O和Fe3O4，D正确； 答案选B。 13．碳化铍常作陶瓷材料添加剂、耐火材料，其晶胞结构如图所示。已知：晶胞参数为，C原子半径为，原子半径为；原子的空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比。 下列叙述正确的是 A．碳化铍的化学式为 B．碳化铍晶体中，与原子紧邻且等距离的原子有4个 C．原子分数坐标为 D．该晶胞中原子的空间利用率为 【答案】C 【详解】A．由晶胞结构可知，Be的个数为8，C的个数为8×+6×=4，故化学式为，故A错误； B．由晶胞结构可知，与原子紧邻且等距离的原子有8个，故B错误； C．由β点的坐标为，可得原子分数坐标为，故C正确； D．原子空间利用率 ，故D错误； 故选C。 14．我国在新材料领域研究的重大突破，为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有B、C、N、P、Ti、Ni、Fe等元素。回答下列问题： (1)下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是 (填标号，下同)，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是 。 A．  B． C．  D． (2)表中是Na2PO3F中一种组成元素逐级失去电子的电离能： I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 电离能/ () 1012 1903 2912 4956 6273 21268 25397 29854 该元素其基态原子的价电子排布图为 。 (3)氯化铝的熔点为190℃，而氟化铝的熔点为1290℃，导致这种差异的原因为： 。 (4)氮化硼(BN)晶体存在如下图所示的两种结构，六方氮化硼的结构与石墨类似，可做润滑剂；立方氮化硼的结构与金刚石类似，可作研磨剂。 六方氮化硼的晶体类型为 ；立方氮化硼晶胞的密度为，晶胞的边长为apm。则阿伏加德罗常数的表达式为 。 (5)已知Cu第一电离能，Fe第一电离能，则I2(Cu) I2(Fe)(填“>”、“=”或“＜”)，其主要原因是 。 (6)向CuSO4溶液中逐滴加入过量稀氨水，所涉及的化学反应用离子方程式表示： ， 。 【答案】(1) A CD (2) (3)氯化铝为分子晶体，氟化铝为离子晶体 (4) 混合型晶体 (5) > Cu+的价层电子排布式为3d10，是全充满的稳定结构，很难再继续失去一个电子 (6) 【详解】（1）A为基态B+，B为基态B原子，C为激发态B+，D为激发态B，其中基态B+的1s、2s均为全满的稳定结构，失去一个电子吸收的能量最多，故选A；激发态的电子跃迁回低能量态是会释放能量形成发射光谱，用光谱仪可捕捉到发射光谱，故选CD； （2） 由电离能数据可知，该元素的Ⅰ5、Ⅰ6数值差距最大，说明该元素最外层为5个电子，故该元素为P，基态P原子的价电子排布图为； （3）AlCl3为分子晶体，其熔点较低，AlF3铝为离子晶体，熔点较高； （4）由六方氮化硼的晶体结构类似石墨晶体可知，六方氮化硼为混合型晶体；晶胞中，B原子位于顶点和面心，故数目为8×+6×=4，位于体内的N原子个数为4，则晶胞密度ρ=g/cm3，解得NA=mol-1； （5）Cu+的价层电子排布式为3d10的全充满稳定结构，Fe+的价层电子排布式为3d64s1，相对来说Cu+更难失去一个电子，故Cu的第二电离能更大； （6）Cu2+与生成沉淀，当氨水过量，溶解生成铜氨离子，涉及的离子方程式为和。 三、解答题 15．钴及其化合物在电池、合金、生物医学等领域有着广泛的应用 ，回答下列问题： (1)钴在元素周期表中的 区，Co的第四电离能 Fe的第四电离能(填“大于”，“小于”或“等于”)，原因是 。 (2)CoCl2与CoBr2在熔融状态下均可以导电，比较两者熔沸点并说明原因是 。 (3)高能炸药BNCP的结构如图所示，其中钴的化合价为 ，中心原子的价层电子对数为 ，BNCP中阳离子存在的化学键类型有 。 A．共价键　　B．离子键　　C．氢键　　D．配位键　　F.范德华力 (4)锂钴复合氧化物是应用广泛的锂离子电池正极材料，一种晶胞的结构如图所示。该化合物的化学式为 ，晶胞密度的表达式 。 【答案】(1) d 小于 Co3+价电子排布式为3d6，Fe3+价电子排布式为3d5，Fe3+的3d轨道为稳定的半充满结构，不易失去电子，所以第四电离能大于钴的第四电离能 (2)CoCl2的熔沸点大于CoBr2，两者均为离子晶体，由于Cl-的半径小于Br-的半径，所以CoCl2中离子键键长较小，键能较大，形成的离子晶体的晶格能较大，熔沸点高 (3) +3 4 AD (4) LiCoO2 【详解】（1）Co是27号元素，基态钴价层电子排布式为3d74s2，在元素周期表中的d区；Co3+价电子排布式为3d6，Fe3+价电子排布式为3d5，Fe3+的3d轨道为稳定的半充满结构，不易失去电子，所以第四电离能大于钴的第四电离能； （2）CoCl2与CoBr2两者均为离子晶体，由于Cl-的半径小于Br-的半径，所以CoCl2中离子键键长较小，键能较大，形成的离子晶体的晶格能较大，熔沸点高； （3）由图，带1个负电荷，则BNCP中阳离子带1个单位正电荷，结合其阳离子结构，则其中钴的化合价为+3；中心原子的价层电子对数为，BNCP中阳离子存在的化学键类型有氮氢等共价键，Co和氨分子之间Co提供空轨道、N提供孤电子对形成的配位键，故选AD； （4）据“均摊法”，晶胞中含3个Li、3个Co、个O，则该化合物的化学式为LiCoO2，晶体密度为。 16．硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS，含有、等杂质)制备晶体，工艺流程如下： 已知：①  ； ②  ； ③当则认为反应可进行 (1)为了提高浸取效率，可采取的措施是 (任举一例)。 (2)“浸取”时，浸出液主要成分为，写出生成的离子反应方程式 。 (3)“沉降”时，冰水的作用是 。 (4)已知沉淀转化发生的反应为，请通过计算说明该反应可以发生的理由 ，试剂M是 (填写“硫酸”或“盐酸”)。 (5)滤渣2的主要成分是 。 (6)PbS的立方晶胞如图所示，已知晶体密度为，设阿伏加德罗常数的值为。 ①硫原子的价电子排布式为 。 ②晶胞中硫离子与铅离子最近的距离为 cm。 【答案】(1)将方铅矿粉碎、搅拌、加热等 (2) (3)降温，让反应平衡逆向移动 (4) 该反应的，故反应可以发生 硫酸 (5)、 (6) 【分析】方铅矿精矿(主要成分为PbS，含有FeS2，Al2O3等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐酸，盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S，MnO2被还原成Mn2+，加入的NaCl可促进反应平衡正向移动，使更多的Pb元素存在于溶液中，加入MnO调节溶液pH，使铁离子、铝离子转化成氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀除去，然后过滤；PbCl2难溶于冷水，将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体，之后加入稀硫酸或者硫酸钠发生沉淀转化，生成硫酸铅晶体，过滤得到晶体烘干得到硫酸铅粉末，滤液中主要成分为HCl，据此回答。 【详解】（1）为了提高浸取效率，可将方铅矿粉碎、搅拌、加热等； （2）根据分析可知，“浸取”时，浸出液主要成分为，PbS转化为的离子反应方程式为：； （3）降低温度，反应平衡逆向移动，使转化为，便于析出晶体(或难溶于冷水，降低的溶解度，便于析出晶体)； （4）已知沉淀转化发生的反应为：，该反应的平衡常数为：，故反应可以发生；沉淀转化步骤中加入试剂M后，得到硫酸铅，则试剂M是硫酸； （5）由分析可知，滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3； （6）①硫原子的价电子排布式为：3s23p4； ②硫离子与铅离子最近的距离为体对角线的，由图可知，黑球有4个，在内部，灰球均摊为个，边长为cm，所以硫离子与铅离子最近的距离为nm。 17．铍(Be)广泛用于航空航天、电子元件、导弹与武器制造等领域。一种以铍矿石(主要成分为，少量MnO等)为原料制备铍的工艺流程如图所示。 已知：“烧结”时，未发生氧化还原反应；烧结后，Be、Mn元素转化成可溶性的、，其他元素以稳定的氧化物形式存在。 回答下列问题： (1)将写成氧化物的形式为 。 (2)“烧结”时，MnO反应的化学方程式为 。 (3)在元素周期表中，Be与Al处于对角线的位置，它们的性质相似。下列说法错误的是___________(填字母)。 A．Be是一种轻金属，能与冷水反应 B．BeO具有高熔点，能耐酸碱腐蚀 C．常温下，溶液的 D．溶液和溶液混合产生沉淀 (4)实验室利用回收的作氧化剂可制备气体 (填化学式)。 (5)“沉铍”为了得到颗粒状，采用如下步骤：首先加入足量NaOH溶液，得到(溶液)，再加热煮沸，调节。从化学平衡移动角度解释获得的原理： 。 (6)已知几种物质的熔、沸点数据如表所示： 物质 Be MgO 熔点/℃ 1287 2850 沸点/℃ 2970 3600 焦炭还原法和镁还原法都在氩气中进行，氩气的作用是 ；“镁还原法”得到MgO和Be，分离、提纯Be宜/采用的方法是 。 (7)铁冰晶石()的晶胞结构如图所示。晶胞是正四棱柱形状，位于顶点和体心。铁冰晶石晶体的密度为 。(的摩尔质量为) 【答案】(1) (2) (3)AB (4) (5)加热、调节pH为11，促进平衡向右移动 (6) 提供惰性环境，防止空气与铍、镁反应 蒸馏 (7) 【详解】（1）将Be2SiO4写成氧化物的形式为2BeO⋅SiO2； （2）“烧结”时，MnO与Na2SiF6、Na2CO3反应的化学方程式为：； （3）与处于对角线的位置，它们的性质相似； A．Al与冷水不反应，可知Be也不能与冷水反应，故A错误； B．氧化铝的熔点高，可知氧化铍具有高熔点，与氧化铝类似，氧化铍既能与酸反应又能与碱反应，因此不耐酸碱腐蚀，故B错误； C．氯化铝水解显酸性，可知常温时，BeCl2也可以水解使溶液的pH＜7，故C正确； D．氯化铝和四羟基合铝酸钠在水中发生水解反应生成Al(OH)3，故铍会发生类似反应生成Be(OH)2，D项正确； 故选AB； （4）实验室利用回收的MnO2作氧化剂可制备气体Cl2； （5）水解反应是吸热反应，升温，促进平衡，向右移动，调节pH为11，即降低碱性，有助于平衡向右移动，生成Be(OH)2， （6）镁、铍、焦炭都能与空气中氧气反应，镁还与氮气反应，则为了避免氧气参与反应，产生杂质，在氩气中进行热还原反应；根据氧化镁、铍的沸点、熔点，可采用蒸馏操作分离、提纯铍； （7）由晶胞结构分析知，1个晶胞中含有Na原子数为：，的个数为：，即1个晶胞中含有2个，又已知晶胞边长为anm、bnm，则冰晶石晶体的密度为：。 18．锗在现代通信技术中发挥着桥梁作用。从某冶锌工厂的工业废料[除和少量外，还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物]中回收几种金属的单质或化合物的工业流程如图。 回答下列问题： (1)基态锗原子价层电子排布式是 。 (2)“浸液1”制取晶体的过程中应先加入 (填化学式)调节溶液的值，使转化为沉淀除去，再经过一系列操作即可制得硫酸锌晶体。 (3)“酸浸2”时铋的氧化物()发生反应的离子方程式是 。 (4)“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有 ，分液时“水相”从分液漏斗的 (填“下口放出”或“上口倒出”)。 (5)“沉锗”的反应原理为，该操作中需调节为2.5，不能过高或过低，原因是 。 (6)一种含锗的化合物应用于太阳能电池，其晶胞为长方体，结构如图(A)。 ①该锗化合物晶胞的表示方式有多种，图中 (填“B”“C”或“D”)图不能表示此化合物的晶胞。 ②晶胞A的参数如上图所示，其密度为，则阿伏加德罗常数数值为 (用含a、b、c、ρ表示)。 【答案】(1) (2) (3) (4) 分液漏斗、烧杯 下口放出 (5)高于2.5时水解程度增强，低于2.5时酸性太强，平衡逆移沉锗率下降 (6) D 【详解】（1）Ge是32号元素，其原子核外有32个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，价电子排布式为4s24p2； （2）为了不引入杂质阳离子，“浸液1”制取ZnSO4晶体的过程中应先加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3消耗氢离子，调节溶液的pH值，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去； （3）“酸浸2”时铋的氧化物(Bi2O3)和硫酸反应生成(BiO)2SO4，同时还生成H2O，发生反应的离子方程式为2H++SO+Bi2O3=(BiO)2SO4↓+H2O； （4）“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯，煤油的密度小于水，煤油和水混合时有机层在上层，水在下层，分液时“水相”从分液漏斗的下口放出； （5）沉锗”的反应原理为Ge4++2H2RGeR2↓+4H+，该操作中需调节pH为2.5，不能过高或过低，pH过低，平衡逆向移动，得不到GeR2，pH过高，Ge4+水解程度增强； （6）①该锗化合物晶胞的表示方式有多种，A中(CH3NH3)+为8×=1，I为6×=3，Ge为1；B中(CH3NH3)+为1，I位于棱心和面心，个数为8×+2×=3，Ge位于顶角，个数为8×=1；C中(CH3NH3)+为1，I为12×=3，Ge为8×=1；D中(CH3NH3)+为1，I位于棱心，I为10×=2.5；图中BC图也能表示此化合物的晶胞，D图不能表示此化合物的晶胞； ②由均摊法可知A晶胞中含(CH3NH3)+为8×=1，I为6×=3，Ge为1，晶胞质量为，晶胞体积为abc×10-30cm3，根据密度计算公式ρ=，可得阿伏加德罗常数(NA)数值为。 19．稀土元素Ce是重要的战略资源，其氧化物CeO2是一种重要的催化剂。一种沉淀法制备CeO2的过程如下： (1)制备Ce2(CO3)3·8H2O沉淀 ①配制Ce (NO3)3溶液时，需滴加适量稀硝酸调节酸度，其原因为 。 ②生成Ce2(CO3)3·8H2O沉淀的化学方程式为 。 ③溶液pH与Ce2(CO3)3·8H2O沉淀产率的关系如图1所示。滴加NH4HCO3溶液(弱碱性)前，先加氨水调节溶液pH约为6的原因为 。 (2)灼烧Ce2(CO3)3·8H2O制备CeO2 在空气中灼烧Ce2(CO3)3·8H2O，测得灼烧过程中剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化曲线如图2所示。已知a到b过程中产生的气体不能使无水CuSO4变蓝，但能被碱液完全吸收。 ①a点固体产物为 (填化学式，写出计算过程)。 ②“灼烧”过程中，产生的气体选用氨水吸收的原因为 。 ③b点得到CeO2晶体，其晶胞如图3所示。晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为 。 【答案】(1) 抑制Ce3+水解，防止生成Ce(OH)3沉淀 2Ce(NO3)3+3NH3·H2O+3 NH4HCO3+5H2O=Ce2(CO3)3·8H2O↓+6NH4NO3 提高Ce2(CO3)3·8H2O的沉淀产率；节约NH4HCO3的用量(或氨水中和硝酸，速率比NH4HCO3快)；pH超过6，Ce(OH)3含量增大，最终CeO2产品气孔少，吸附能力弱 (2) Ce2(CO3)3 吸收CO2，减少碳排放；氨水吸收液中生成的NH4HCO3，可循环使用 12 【详解】（1）①已知Ce(NO3)3是强酸弱碱盐，Ce3+能够发生水解呈酸性同时生成Ce(OH)3沉淀，故配制Ce (NO3)3溶液时，需滴加适量稀硝酸调节酸度，其原因为抑制Ce3+水解，防止生成Ce(OH)3沉淀，故答案为：抑制Ce3+水解，防止生成Ce(OH)3沉淀； ②由题干流程图可知，向Ce(NO3)3溶液中加入氨水和NH4HCO3溶液生成Ce2(CO3)3·8H2O沉淀，配平后可得该反应的化学方程式为：2Ce(NO3)3+3NH3·H2O+3 NH4HCO3+5H2O=Ce2(CO3)3·8H2O↓+6NH4NO3，故答案为：2Ce(NO3)3+3NH3·H2O+3 NH4HCO3+5H2O=Ce2(CO3)3·8H2O↓+6NH4NO3； ③由题干图1所示溶液pH与Ce2(CO3)3·8H2O沉淀产率的关系的信息可知，pH=6时Ce2(CO3)3·8H2O沉淀率较高，原溶液呈酸性将消耗更多的NH4HCO3，若pH更大即超过6时将产生Ce(OH)3使得最终产物中含有Ce2(CO3)3·8H2O较少，煅烧时产生的CO2更少，最终产品CeO2气孔少，吸附能力更弱，故滴加NH4HCO3溶液(弱碱性)前，先加氨水调节溶液pH约为6的原因为提高Ce2(CO3)3·8H2O的沉淀产率；节约NH4HCO3的用量(或氨水中和硝酸，速率比NH4HCO3快)；pH超过6，Ce(OH)3含量增大，最终CeO2产品气孔少，吸附能力弱，故答案为：提高Ce2(CO3)3·8H2O的沉淀产率；节约NH4HCO3的用量(或氨水中和硝酸，速率比NH4HCO3快)；pH超过6，Ce(OH)3含量增大，最终CeO2产品气孔少，吸附能力弱； （2）①已知Ce2(CO3)3·8H2O的摩尔质量为604g/mol，a到b过程中产生的气体不能使无水CuSO4变蓝，但能被碱液完全吸收，说明这时不再放出水蒸气，即a点处结晶水已经完全失去，设灼烧1molCe2(CO3)3·8H2O固体，则起始固体质量为：1mol×604g/mol=604g，a点对应剩余固体质量为：604g×76.16%=460g，即这阶段减少质量为604g-460g=144g，144g÷18g/mol=8mol，即失去8molH2O，故a点固体产物为Ce2(CO3)3，故答案为：Ce2(CO3)3； ②煅烧过程中，将产生CO2，故“灼烧”过程中，产生的气体选用氨水吸收能够吸收CO2，减少碳排放，同时生成NH4HCO3，可循环使用，故答案为：吸收CO2，减少碳排放；氨水吸收液中生成的NH4HCO3，可循环使用； ③由题干晶胞可知，一个晶胞中黑球个数为：8×+6×=4个，白球为8个，结合化学式CeO2，可知黑球代表Ce，白球代表O，故晶胞中与每个Ce4+距离最近的Ce4+的个数为12，故答案为：12。 20．碲化锡(SnTe)常用于制造传感器、光学仪器、红外探测器等。某小组以黄锡矿(主要成分为为原料制备碲化锡的流程如图所示。 已知：①煅烧后的烧渣的主要成分是和； ②“碱浸”后，Sn元素以的形式存在。 回答下列问题： (1)中位于元素周期表ds区的元素为 (填元素符号，下同)，基态原子未成对电子数最多的元素为 。 (2)“煅烧”中，常采用“逆流操作”，即空气从沸腾炉下部进入，矿料从上部加入，这样操作的目的是 。其尾气经净化、催化氧化、98.3%硫酸吸收，可制备化工产品 (填化学式)。 (3)“浸渣”的主要成分是 (填化学式)；工业生产时会洗涤浸渣并将洗涤液合并至碱浸液中，该操作的目的是 。 (4)已知“沉锡”中需通入过量的，该反应的离子方程式为 。 (5)灰锡的立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.6489nm，设为阿伏加德罗常数的值。该晶胞中2个Sn之间的最近距离为 nm(只列计算式，下同)，灰锡的密度为 。 【答案】(1) Cu Fe (2) 增大固体与气体接触面，提高反应速率 (3) 、CuO 回收浸渣表面的Sn元素，提高产率 (4) (5) 【详解】（1）在元素周期表中，ds区元素包括ⅠB族和ⅡB族元素，在中，属于ⅠB族元素，位于ds区，而位于d区，和S位于p区，基态有1个未成对电子，基态有4个未成对电子；基态S、基态Sn均有2个未成对电子，所以基态原子未成对电子数最多的元素为Fe。 （2）逆流操作能增大固体与气体接触面，提高反应速率；尾气的主要成分是，经净化、催化氧化、98.3%硫酸吸收得到硫酸。 （3）煅烧后的烧渣的主要成分是和，由于“碱浸”后，Sn元素以的形式存在，而CuO和不与碱反应，所以“浸渣”主要成分是CuO、；浸渣表面粘附有含锡物质，洗涤后将洗涤液合并至碱浸液中可以回收Sn元素，提高产率。 （4）碱浸”后，Sn元素以的形式存在，与过量的反应生成和，离子方程式为。 （5）灰锡立方晶胞类似于金刚石晶胞，1个晶胞含8个Sn，2个锡之间的最近距离为体对角线的，即。，灰锡密度。 试卷第4页，共27页 试卷第5页，共27页 学科网（北京）股份有限公司 $$