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        1. 1963年在格陵蘭Ika峽灣發(fā)現(xiàn)一種水合碳酸鈣礦物ikaite。它形成于冷的海水中,溫度達到8oC即分解為方解石和水。1994年的文獻指出:該礦物晶體中的Ca2+ 離子被氧原子包圍,其中2個氧原子來自同一個碳酸根離子,其余6個氧原子來自6個水分子。它的單斜晶胞的參數(shù)為:a =" 887" pm, b =" 823" pm, c =" 1102" pm, β = 110.2°,密度d =" 1.83" g cm-3,Z = 4。
          ⑴ 通過計算得出這種晶體的化學式。                                   
          ⑵ 研究了這種晶體在加壓下受熱膨脹體積增大的情形,并與冰及鈣離子配位數(shù)也是8的二水合石膏晶體(gypsum)作了對比,結(jié)果如下圖所示(縱坐標為相對體積):

          為什么選取冰和二水合石膏作對比?實驗結(jié)果說明什么? 
          ⑶ 這種晶體屬于哪種類型的晶體?簡述理由。

          ⑴ikaite晶胞體積:
          V = abc sinβ =" (8.87" ´ 8.23 ´ 11.02 ´ 10-24 cm3) ´ sin110.2° =" 7.55" ´ 10-22 cm3
          設(shè)晶胞中含有n個水分子,晶胞的質(zhì)量:m =" 4" ´ (100 + 18 n) / NA  (g)
          晶體密度:d = m/V =" 4" ´ (100 + 18 n) / ( 6.02 ´ 1023 ´ 7.55 ´ 10-22)(g cm-3)=" 1.83" g cm-3
          100 + 18 n =" 208    " n = 6
          該晶體的化學式為 CaCO3× 6H2O
          ⑵Ikaite在冷水中形成,而且含有大量結(jié)晶水,分解溫度又接近冰的熔點,可能與冰的結(jié)構(gòu)有相似性,故選取冰作參比物;
          石膏是帶結(jié)晶水的鈣的含氧酸鹽,而且鈣的配位數(shù)也是8,可能與ikaite結(jié)構(gòu)相似,故選取石膏作參比物。
          實驗結(jié)果說明ikaite的結(jié)構(gòu)跟冰相似。
          ⑶分子晶體。
          晶體分解溫度接近冰的熔點,體積隨溫度的變化趨勢也接近冰,可認為晶體中的化學微粒是CaCO3× 6H2O,它們以分子間作用力(氫鍵和范德華力)構(gòu)成晶體。
          ⑴根據(jù)題意,設(shè)ikaite的化學式為CaCO3·nH2O,利用公式(其中,ρ=abcsinβ),求得摩爾質(zhì)量M,進而求得n。
          ⑵題中之所以選擇這兩種物質(zhì)作類比,是想了解ikaite的結(jié)構(gòu),因此組成、性質(zhì)等相似性是類比的基礎(chǔ)。從圖象上看,由于冰與ikaite體積-溫度變化曲線最接近,所以冰與ikaite結(jié)構(gòu)最相似。
          ⑶從⑵問中可知,該晶體與冰晶體結(jié)構(gòu)最接近,所以晶體類型相同,即同為分子晶體。
          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題


          A.O2、I2、Hg                                          B.CO2、KCl、SiO2
          C.Na、K、Rb                             D.SiC、NaCl、SO2

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

          (12分)幾何學是解決物質(zhì)結(jié)構(gòu)問題的基礎(chǔ)。C60(每個碳原子與周圍3個碳原子相連,如下圖)是一系列碳原子簇合物(即富勒烯)的一個典型代表,它的應(yīng)用十分廣泛,涉及光學、信息學、藥物學、催化、儲氫、超導(dǎo)等。就其結(jié)構(gòu)而言也很特殊。18世紀俄羅斯數(shù)學家萊昂哈德·歐拉通過理論論證,明確指出任何一個這樣的多面體都必須恰好具有12個五邊形方能閉合成多面體。試回答:

          (1)由12個五邊形構(gòu)成的最小碳籠的化學式為__________________________________,計算過程為_________________________。
          (2)除碳原子能形成籠形球狀分子外,實驗中還發(fā)現(xiàn)了以金屬原子部分取代碳原子的“金屬——碳原子”團簇分子,即金屬碳烯,若金屬碳烯的價電子總數(shù)與碳原子團簇分子的價電子總數(shù)相等,你認為能代替碳原子的金屬有____________________________________(填在周期表中的位置)。
          (3)在最小的金屬碳烯原子簇化合物中,金屬與碳原子個數(shù)比為2∶3,這種最小金屬碳烯團簇分子的化學式為_____________________________(用M代金屬)。
          (4)計算機技術(shù)的發(fā)展帶動了理論化學的發(fā)展。最近,美國研究人員通過理論計算證明,可以用24個X原子和24個Y原子代替48個碳原子形成C12X24Y24新的團簇分子。若已知這種全非金屬團簇分子與C60價電子總數(shù)相等,且X、Y、C元素位于同一周期,X的原子半徑小于Y的原子半徑,則在12個五邊形中,每個五邊形中有___________個X原子,有___________個Y原子,X是___________元素,Y是___________元素。
          (5)目前,化學家已經(jīng)找到十余種富勒烯家族成員,如C28、C32、C50、C60、C70……(富勒烯家族成員還在增加),它們的分子結(jié)構(gòu)都是由正五邊形和正六邊形構(gòu)成的封閉的凸多面體,則C80結(jié)構(gòu)中五邊形和六邊形的個數(shù)分別是_________和_________。
          (6)下列物質(zhì)不屬于富勒烯家族的有___________。
          A.C18B.C44C.C72D.C83
          (7)晶體硼的基本結(jié)構(gòu)單元是由硼原子組成的正二十面體(如下圖所示)。其中含有20個等邊三角形和一定數(shù)目的頂角,每個頂角上各有一個硼原子。請根據(jù)觀察和計算確定:

          ①該基本結(jié)構(gòu)單元內(nèi),所含硼原子的個數(shù)為__________;所含B—B鍵的數(shù)目是__________。
          ②若將晶體硼結(jié)構(gòu)單元的每個頂角削去,余下部分就和C60晶體的結(jié)構(gòu)相同。據(jù)此確定,C60是由__________個正六邊形和__________個正五邊形構(gòu)成。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (9分)有A、B、C三種晶體,分別由C、H、Na、Cl四種元素中的一種或幾
          種形成,對這3種晶體進行實驗,結(jié)果如下表所示:
          項目
          熔點/℃
          硬度
          水溶性
          導(dǎo)電性
          水溶液與Ag+反應(yīng)
          A
          811
          較大
          易溶
          水溶液(或熔融)導(dǎo)電
          白色沉淀
          B
          3 500
          很大
          不溶
          不導(dǎo)電
          不反應(yīng)
          C
          -114.2
          很小
          易溶
          液態(tài)不導(dǎo)電
          白色沉淀
          (1)晶體的化學式分別為:
          A:___________________,B:___________________,C:___________________。
          (2)晶體的類型分別為:
          A:_______________________,B:_______________________,
          C:_______________________。
          (3)晶體中粒子間的作用分別為
          A:_______________________,B:_______________________,
          C:_______________________。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:計算題

          化學世界里有許多“另類”的物質(zhì)。如亞鐵鹽在空氣中通常不穩(wěn)定,易被氧化,如FeSO4·7H2O。而(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶體比FeSO4·7H2O晶體等其它亞鐵鹽穩(wěn)定許多,可在分析化學中做基準試劑。常溫下FeSO4·7H2O在空氣中容易失去結(jié)晶水成為FeSO4,而(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O失去結(jié)晶水困難許多。
          FeSO4·7H2O的晶胞參數(shù)為a=1.407nm,b=0.6503nm,c=1.104nm,α=γ=90.00°,β=105.57°密度為1.898g/cm3,無水FeSO4晶體中最近的Fe—O距離為0.212nm,S—O距離為0.151nm,F(xiàn)e—S距離為0.475nm,F(xiàn)e—Fe距離為0.769nm,(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O的晶胞參數(shù)為a=0.932nm,b=1.265nm,c=0.624nm,α=γ=90.00°,β=106.80°,密度為1.864g/cm3,最近的Fe—O距離0.209nm,S—O距離為0.149nm,F(xiàn)e—Fe距離為0.486nm,NH4+—Fe距離為0.483nm,N—S距離為0.361nm
          ⑴ 計算一個FeSO4·7H2O晶胞和一個(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶胞分別所含原子個數(shù)
          ⑵ 晶體自身的結(jié)構(gòu)如空隙大小直接影響化學反應(yīng)進行的趨勢,試通過計算說明
          FeSO4·7H2O比(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O更易被氧化
          已知:O的共價半徑為0.66nm,在晶體中+2價的Fe半徑為0.061nm,—2價的O半徑為0.121nm,+6價的S半徑為0.029nm,—3價的N半徑為0.148nm
          ⑶ FeSO4·7H2O在潮濕的空氣中被氧化的產(chǎn)物為Fe(OH)SO4·3H2O,寫出反應(yīng)的化學方程式
          _____________________________________________________________
          ⑷ 在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O與FeSO4·7H2O穩(wěn)定性相當,請分析其原因

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題


          A.圖(1)和圖(3)B.圖(2)和圖(3)C.圖(1)和圖(4)D.只有圖(4)

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          碳化硅是一種類似金剛石的晶體,其中碳原子和硅原子的位置是交替的,在下列三種晶體:①金剛石,②晶體硅,③碳化硅中,它們的熔點從高到低的順序是
          A.①③②B.②③①
          C.③①②D.②①③

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          參考下列熔點數(shù)據(jù)回答:
          物質(zhì)
          NaF
          NaCl
          NaBr
          NaI
          熔點/℃
          995
          801
          755
          651
          物質(zhì)
          NaCl
          KCl
          RbCl
          CsCl
          熔點/℃
          801
          776
          715
          646
          鈉的鹵化物從NaF到NaI及堿金屬的氯化物從NaCl到CsCl的熔點逐漸_______,這與________有關(guān)。隨_________增大_________減小,故熔點逐漸_________。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列各組物質(zhì)在熔化時均需克服化學鍵,且是按熔點由低至高的順序排列的有(   )
          A.K、Na、LiB.金剛石、碳化硅、晶體硅
          C.干冰、冰、石英D.F2、Cl2、Br2、I2

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