2023年高考真题变式分类汇编：晶胞的计算1
一、选择题
1．（2023·湖南）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与最近且距离相等的有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、Ca位于体心，因此一个晶胞中含有一个Ca；K位于顶点，因此一个晶胞中所含的K的个数为；B位于面上，因此一个晶胞中含有B的个数为；C位于面上，因此一个晶胞中所含C的个数为，因此该晶体的最简化学式为KCaB6C6，A不符合题意；
B、晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+位于晶胞的体心，因此晶体中共有8个Ca2+与K+最近且距离相等，B不符合题意；
C、由晶胞结构可知，晶胞中B与C构成的多面体中含有14个面，C符合题意；
D、该晶体的密度，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A、根据均摊法确定晶胞中所含原子个数，从而确定其最间化学式；
B、晶体中距离K＋最近的Ca2＋有8个；
C、晶体中B和C构成的多面体有14个面；
D、根据公式计算晶胞密度。
2．（2023·辽宁）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1晶体密度为g cm-3
B．图1中O原子的配位数为6
C．图2表示的化学式为
D．取代产生的空位有利于传导
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为，那么密度为：，A项正确；
B．图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；
C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；
D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确；
故答案为：C。
【分析】思路分析：利用均摊法算出晶胞的化学式，根据结构判断配位数，计算密度的公式为，注意单位的换算。
3．（2023·湖北）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】A.有分析可知，高温下，二氧化硅和C反应生成单质硅，反应方程式：，A项正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为2NA，B项错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；HCI在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，C项正确；
D.该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCI3的反应为熵减过程，D说法正确；
故答案为：B。
【分析】易错分析：B.在计算单质硅或者金刚石中Si-Si键或者C-C键时，要注意每个共价键被两个原子共用，平均到每个原子的共价键时要乘以。
4．（2023·湖北）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。，属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是
A．晶体中La的配位数为8
B．晶体中H和H的最短距离：
C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D．单位体积中含氢质量的计算式为
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】A.若面心La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；
B．由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似甲烷的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；
C．由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似甲烷的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，故C错误；
D.有分析可知，一个晶胞中含有H个数为：8+48=40个，氢原子质量为，晶胞的体积为，单位体积含氢质量为：，D项正确；
故答案为：C
【分析】根据分析可知，La位于顶点和面心，H位于晶胞内部，利用均摊法可以算出晶胞化学式，算出一个晶胞质量，根据体积，算出单位体积的含氢质量，根据晶胞结构进行解答即可。
5．（2023·邯郸模拟）磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为(表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是
A．的外围电子排布式为
B．Ni在元素周期表中位于ds区，属于过渡元素
C．该晶体中，距离Sn原子最近的Cu原子有8个
D．该晶体密度计算式为
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．基态铜原子的外围电子排布式为，因此的外围电子排布式为，A不符合题意；
B．Ni位于第四周期Ⅷ族，属于过渡元素，位于d区，B不符合题意；
C．以任一顶点处的Sn为例，距离Sn最近的Cu位于相邻面的面心，一个晶胞中有3个，每个Cu被两个面共用，该Sn被8个晶胞共用，因此距离Sn最近的Cu有3×8÷2=12个，C不符合题意；
D．由均摊法可知，每个晶胞中含有1个Sn、3个Cu、1个P，摩尔质量为342g/mol，因此晶体密度为，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据构造原理分析；
B．过渡元素是元素周期表中从ⅢB族到VⅢ族的化学元素和构造原理分析；
C．依据晶胞结构分析；
D．利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
6．（2023·沈阳模拟）一种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图，晶胞参数为xnm、xnm、ynm，摩尔质量为Mrg/mol。(Sb原子有两种位置关系，分别用Sb1和Sb2代表)，下列叙述中错误的是
A．该晶体的化学式为
B．与Cs原子距离最近的Sb1原子有6个
C．基态占据的最高能层的符号是M
D．该含钒超导材料的晶体密度为
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知，晶胞中Cs位于晶胞顶点，共4×+4×=1个，V位于面心和体心，共4×+1=3个，Sb位于棱心和体内，共2×+2×+4=5个，则晶体中粒子个数比Cs ： V ： Sb =1：3∶5，则晶体的化学式为：，故A不符合题意；
B．以顶点的Cs为观察对象，与Cs原子距离最近的Sb1原子棱心上，Cs原子的上方晶胞中也有1个棱心Sb1，共2个，故B符合题意；
C．基态的核外电子排布为：，占据的最高能层为第三层，符号是M，故C不符合题意；
D．该晶胞的质量为：，晶胞的体积为，晶胞的密度为：，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据晶体结构俯视图、结合均摊法判断；
B．根据晶体结构图判断；
C．依据构造原理分析；
D．根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
7．（2023·重庆市模拟）如图所示是氧化锆晶胞，其结构为立方体，氧化锆的摩尔质量为，若阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是
A．立方氧化锆的化学式为ZrO
B．每个Zr原子周围有8个O原子
C．氧化锆晶体密度的计算式为
D．相邻两个氧原子之间的最短距离为
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据“均摊法”，晶胞中含个Zr、8个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A不符合题意；
B．以底面面心Zr为例，上下层各有4个O，故每个Zr原子周围有8个O原子，B符合题意；
C．结合A分析可知，晶体密度为，C不符合题意；
D．由图可知，相邻两个氧原子之间的最短距离为晶胞参数的一半，为，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.个Zr原子周围有8个O原子；
C.根据计算；
D.相邻两个氧原子之间的最短距离为晶胞参数的一半。
8．（2023·沧州模拟）一种理想的激光基质材料M由元素钾、镁和氟组成。晶体M的晶胞如图所示，已知：晶胞参数为。下列有关该晶体的说法错误的是
A．晶胞中K、、F的原子个数比为1∶1∶3
B．与K等距离且最近的F的数目为6
C．在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心
D．该晶体的密度为
【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．晶胞中，钾原子位于顶点，镁原子位于体心，氟原子位于面心，则晶胞中的原子个数比为1∶1∶3，选项A不符合题意；
B．与K等距离且最近的F位于面心，共有12个，选项B符合题意；
C．在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心，位于顶点，选项C不符合题意；
D．根据均摊法确定晶胞中含8=1个K，1个，6=3个F，该晶体的密度，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.与K等距离且最近的F位于面心；
C.若K位于晶胞的体心，F位于棱心；
D.根据计算。
9．（2023·益阳模拟）某高效催化剂组成为固体。立方晶胞如下图所示，晶胞参数为，的摩尔质量为，下列说法错误的是
A．O元素位于元素周期表p区
B．在晶胞结构中，●表示微粒
C．该晶体密度为：
D．离子在晶胞中的配位数是8
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．O为8号元素，电子排布式为1s22s22p4，故O元素位于元素周期表p区，A不符合题意；
B．根据图示，黑球的个数为，白球的个数为8，则黑球代表Zr4+，B不符合题意；
C．根据公式，C符合题意；
D．Zr4+位于顶点及面心，顶点的离子与8个晶胞共用，与每个晶胞中的O2-距离相等且最近，故Zr4+ 离子在晶胞中的配位数是8，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
10．（2023·福州模拟）可用于配制无机防锈颜料的复合氧化物的晶胞结构如图，下列说法中错误的是（ ）
A．该复合氧化物的化学式为
B．若图中A、B的原子坐标均为(0，0，0)，则C的原子坐标为(0，0.5，0.5)
C．若该晶体密度为，钙和氧的最近距离为anm，则阿伏加德罗常数
D．由晶胞结构可知，与1个钙原子等距离且最近的氧原子有8个
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．Ca位于顶点，个数为=1，Cr位于体内，个数为1，O位于面上，个数为=3，化学式为CaCrO3，故A说法不符合题意；
B．根据晶胞图可知，C位于面心，因此C的坐标为(0，0.5，0.5)，故B说法不符合题意；
C．钙和氧最近的距离是面对角线的一半，面对角线长为2anm，即晶胞边长为nm，晶胞的体积为(×10-7)3cm3，根据A选项分析，晶胞的质量为g，则晶胞密度为g/cm3，阿伏加德罗常数NA=，故C说法不符合题意；
D．以顶点Ca为标准，离Ca最近的氧原子在面心，共有12个，故D说法符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
11．（2023·朝阳模拟）我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．T-碳与金刚石互为同素异形体
B．T-碳与金刚石均属于共价晶体
C．T-碳与金刚石中键角均为
D．T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，结构不同，互为同素异形体，故A不符合题意；
B．由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，两者均为共价晶体，故B不符合题意；
C．T-碳中4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角为60°，故C符合题意；
D．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点，6个位于面心，4个位于体内，个数为：，则碳原子个数为32，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、同种元素的不同单质为同素异形体；
B、T-碳和金刚石都是共价晶体；
C、三个碳原子形成一个正三角形，夹角为60℃；
D、结合均摊法判断。
12．（2023·常德模拟）作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆，某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关表述错误的是
A．Z表示的微粒为H2
B．每个X原子周围最近且等距离的X原子有6个
C．若A的分数坐标为(0，0.5，0.5)，B的分数坐标为(0.75，0.75，0)，则C的分数坐标为(1，0.5，1)
D．若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则晶体的化学式为LaNi5H7
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．从晶胞中可以计算，含X原子个数为=1，含Y原子个数为=5，含Z个数为=3，对照晶胞的化学式LaNi5H6，可得出Z表示的微粒为H2，A不符合题意；
B．从图中可以看出，每个X原子周围最近且等距离的X原子在顶点上，数目为6，B不符合题意；
C．若A的分数坐标为(0，0.5，0.5)，B的分数坐标为(0.75，0.75，0)，则坐标原点为底面左下角的X原子，晶胞参数为1，所以C的分数坐标为(1，0.5，1)，C不符合题意；
D．若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则与原晶胞比，增加Z的个数为=1，而Z为H2，所以晶体的化学式为LaNi5H8，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.每个X原子周围最近且等距离的X原子在顶点上；
C.坐标原点为底面左下角的X原子，C的分数坐标为(1，0.5，1)；
D.根据均摊法计算。
13．（2023·广东模拟）一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b=c=0.4665nm，晶胞棱边夹角均为90°)。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，称作原子的分数坐标。下列有关说法错误的是
A．该氧化物的化学式为Li2O
B．O原子之间的最短距离为×466.5pm
C．与Li距离最近且相等的O有8个
D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子的分数坐标为(，，)
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．该晶胞中，含Li+个数为8，含O2-个数为=4，则氧化物的化学式为Li2O，A不符合题意；
B．从图中可以看出，O原子之间的最短距离为面对角线长度的一半，即为×466.5pm，B不符合题意；
C．在晶胞中，Li+与邻近的4个O2-构成正四面体，则与Li距离最近且相等的O有4个，C符合题意；
D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子在x、y、z轴上的分数坐标分别为、、，从而得出q原子的分数坐标为(，，)，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、结合均摊法判断；
B、最短距离要结合晶胞的边长判断；
C、距离锂离子最近的晶胞可以截取其中一部分进行判断；
D、坐标要结合原点和晶胞原子的位置判断。
14．（2023·朝阳模拟）下列化学用语或图示表达正确的是
A．HClO的电子式：
B．中子数为1的氢原子：
C．NaCl的晶胞：
D．反-2-丁烯的结构简式：
【答案】B
【知识点】晶胞的计算；元素、核素；结构简式；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A． HClO的电子式：，故A不符合题意；
B． 中子数为1的氢原子：，质量数为2，故B符合题意；
C． NaCl的晶胞：，故C不符合题意；
D． 反-2-丁烯的结构简式：，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A次氯酸的电子式中，氧原子在中间；
B、中子数=质量数-质子数；
C、氯化钠的晶胞中，含有12个钠原子和12个氯原子；
D、反式结构中，两个甲基不在同一侧。
二、多选题
15．（2023·聊城模拟）LiFePO4的晶胞如图所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4晶胞。
下列说法正确的是
A．每个LiFePO4晶胞中含有4个O原子
B．Li1-xFePO4晶胞中，
C．每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为1
D．1molLi1-xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗xmolFe3+
【答案】B,D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，由磷酸铁锂的化学式为LiFePO4可知，晶胞中含有16个氧原子，故A不符合题意；
B．由晶胞结构可知，Li1 xFePO4比LiFePO4少了1个面心和1个棱上的锂离子，则1—x=，解得x=0.1875，Li1-xFePO4的化学式为Li0.8125FePO4，设亚铁离子为a，由化合价代数和为0可得：0.1875+2a+3(1—a)=8，解得a=0.8125，则=≈4.3，故B符合题意；
C．由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，则每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为，故C不符合题意；
D．由化学式可知，Li1-xFePO4全转化为LiFePO4时，铁元素的化合价降低，消耗x个铁离子，则1molLi1-xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗xmol铁离子，故D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.Li1 xFePO4比LiFePO4少了1个面心和1个棱上的锂离子；
C.LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时， 失去全部的Li+；
D.每个LiFePO4晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，结合Fe原子数不变计算。
16．（2023·鞍山模拟）普鲁士蓝是一种辐射应急药物。最初，狄斯巴赫把草木灰和牛血混在一起，制成亚铁氰化钾(其三水合物俗称黄血盐)，之后与反应获得了普鲁士蓝。如图是普鲁士蓝晶体的单元结构，下列说法正确的是（ ）
A．黄血盐的化学式为
B．在制备黄血盐时，牛血的作用是仅提供元素
C．普鲁士蓝中与的配位数均为6
D．普鲁士蓝的每个晶胞中实际含有3个
【答案】C,D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．由晶胞结构可知，与各有4个位于顶点，个数为：，CN-有12个位于棱上，个数为， ：：CN-=1：1：6，阴离子为：，黄血盐的化学式为，故A不符合题意；
B．在制备黄血盐时，牛血的作用是提供2+和CN-，故B不符合题意；
C．普鲁士蓝晶体中，与位于顶点，CN-位于棱上，与的配位数均为6，故C符合题意；
D．CN-有12个位于棱上，个数为，每个晶胞中实际含有3个，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
17．（2023·菏泽模拟）某水性钠离子电池电极材料由、、、组成，其立方晶胞嵌入和嵌出过程中，与含量发生变化，依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图所示。下列说法错误的是
A．铁在元素周期表中位于第4周期ⅧB族
B．普鲁士蓝的导电能力小于普鲁士白
C．普鲁士蓝中与个数比为1：2
D．普鲁士白的化学式为
【答案】A,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．铁在元素周期表中位于第4周期Ⅷ族，故A符合题意；
B．根据普鲁士白的结构图可知1个晶胞中含有8个Na＋，比普鲁士蓝和格林绿都多，Na＋嵌入越多导电性能越好，所以普鲁士蓝的导电能力小于普鲁士白，故B不符合题意；
C．将普鲁士蓝晶胞分为8个小立方体，CN 位于小立方体的棱心上，小立方体中CN 个数为3，普鲁士蓝晶胞中CN 个数为3×8＝24，Fe2＋位于晶胞棱心和体心，个数为4，Fe3＋位于顶点和面心，Fe3＋个数4，与个数比为1：1，故C符合题意；
D．普鲁士白和普鲁士蓝相比，晶胞中多了4个Na＋，所以由C分析可知，普鲁士白中Na＋、Fe离子、CN 个数比为8：8：24＝1：1：3，化学式为，故D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A、铁元素在第4周期Ⅷ族；
B、导电能力和钠离子嵌入的数目有关；
C、结合晶胞中的体心、面心、棱心、顶点判断；
D、化学史可以结合钠离子、铁离子、氰酸根离子的数目判断。
18．（2023·葫芦岛模拟）钛酸钙矿物的晶胞结构如图(a)所示，某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的结构如图(b)所示，晶胞边长为a cm，其中A为，另两种离子为和。下列说法错误的是
A．钛酸钙晶体中距离最近的有8个
B．图(b)中，X为
C．图(b)该晶体密度为
D．钛酸钙晶胞中距离最近的形成了正八面体，位于其中心
【答案】B,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．以顶点的Ca2+为研究对象，离Ca2+最近的钛离子位于晶胞的体心，所以晶体中离Ca2+最近的Ti4+有8个，A项不符合题意；
B．晶胞图b中含有1个A，3个X，1个B，且A为，根据电中性原理可推知，X为I ，B项符合题意；
C． b晶胞中A个数为8×=1个，B的个数为1，X的个数为6×=3，A为，则B为Pb2+，X为I 和，化学式为PbCH3NH3I3，摩尔质量为620g/mol，该晶胞的密度为，C符合题意；
D．由晶胞图a可知，钛酸钙晶体中离Ti4+最近的氧离子形成了正八面体，钛离子位于其中心，D项不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A、距离最近的钛离子要结合周围晶胞判断；
B、晶胞为电中性，有阳离子则必有阴离子；
C、密度要结合体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数判断；
D、结合图示可以知道，6个氧离子和钛离子形成正八面体。
19．（2022·潍坊模拟）某FexNy的晶胞如图1所示，晶胞边长为apm，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．该FexNy的化学式为Fe2N
B．与N等距且最近的N为8个
C．两个a位置Fe的最近距离为apm
D．其中较稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN
【答案】C,D
【知识点】晶胞的计算；化合价与化学式
【解析】【解答】A．由图可知，Fe位于顶点和面心，N位于体内，N的个数为1，Fe的个数为8×+6× =4，则铁氮化合物的化学式为Fe4N，A不符合题意；
B．以体心N原子看，与上下、左右、前后晶胞中体心的N距离最近且等距离，则晶体中与每个N距离最近且等距离的N为6个，B不符合题意；
C．两个a位置Fe的最近距离为=apm， C符合题意；
D．由图2可知Cu代替b位置的Fe能量低更稳定，则Cu原子个数为8×=1，Fe原子个数为6×=3，N原子个数为1，可知更稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A、注意顶点、面心处的原子并非全部属于该晶胞；
B、与N距离最近且等距离的N为6个；
C、两个铁的最近距离为正方形对角线长度的一半；
D、能量越低越稳定，Cu代替b位置的Fe能量低更稳定。
三、非选择题
20．（2023·北京）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
（1）基态原子价层电子排布式是 。
（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。
（3）的空间结构是 。
（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程中，断裂的只有硫硫键，若过程所用试剂是和，过程含硫产物是 。
（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
晶胞中的个数为 。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。
（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由： 。
【答案】（1）
（2），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
（3）四面体形
（4）和
（5）；
（6）中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）S为16号元素，基态原子电子排布式为1s2s22p63s23p4，则价层电子排布式为3s23p4，故答案为：3s23p4；
（2）原子半径越大，原子核对电子的吸引力越弱，第一电离能越强，原子半径越小，原子核对电子的吸引力越强，第一电离能越弱，故答案为： ，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）S2O32-中，中心S孤对电子为0，周围连接4个原子，为sp3杂化，形成四面体；
（4）结合实验过程，可知过程i为Na232SO3和35S反应，35S取代了SO42-中的O，而过程ii生成的Ag2S，S2-来自于35S，则过程ii产物为Ag235S和Na232SO4，故答案为： 和 ；
（5） 占据晶胞的顶点和棱心、面心和体心，其个数为；S2O32-占据晶胞的体心，个数为4，即晶胞中有4个 和4个S2O32-， 摩尔质量为Mg·mol-1，晶胞体积，则晶胞密度，故答案为：4； ；
（6）中心S没有孤对电子，不能作为配位原子，端基S含有孤对电子，可以作为配位原子，故答案为： 中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子。
【分析】（1）基态原子核外电子排布式可以结合元素原子序数判断；
（2）电子层数越多，半径越大，同主族元素，从上到下第一电离能减小；
（3）杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，周围原子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，周围原子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，周围原子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，周围原子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，周围原子数=2，为V形；
（4）根据产物中原子的来源，判断相应硫原子的质量数；
（5）均摊法计算时，顶点占据，棱心占据，面心占据，体心占据1；密度；
（6）中心原子孤电子对数=。
21．（2023·白沙模拟）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2中与互为等电子体，的电子式可表示为 ； 1mol 中含有的π键数目为 。
（2）将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 。
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。
（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，则该晶胞中的碳原子个数为 。 CaC2晶体中含有的中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2 晶体中1个Ca2+周围距离最近的数目为 。
【答案】（1）；
（2）
（3）sp杂化、sp2杂化；3
（4）8；4
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）由电子式为可推知电子式为，氧氧三键中含两个π键，1 mol 中含有π键数目为；
故答案为：；；
（2）Cu元素原子序数29，核外29个电子，Cu＋由Cu原子失去1个电子而得到，故基态核外电子排布式为；
故答案为：；
（3）丙烯腈分子中碳碳双键为sp2杂化，—C≡N键为sp杂化，其分子中有一个三键，三键为直线形，与之直接相连的原子共线，故共键的原子为C-C≡N即3个原子共线；
故答案为：sp杂化、sp2杂化；3；
（4）由晶胞图知位于面心和顶点，根据均摊法，中含有2个C原子，晶胞中的碳原子个数为的两倍，为2×(8×+6×)=8；由晶体结构可知CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的数目不是6个而是4个，因为哑铃形只向一个方向拉长，此方向上的两个与Ca2＋距离不是最近，所以最近且等距的有4个；
故答案为：8 ；4。
【分析】（1）等电子体的结构相似；依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
（2）依据构造原理分析；
（3）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；三键为直线形；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
22．（2023·山东模拟）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图a所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。若按ABCABC方式堆积而成，则如图b所示，图中用虚线标出了石墨的一个三方晶胞。回答下列问题：
（1）石墨中碳原子的杂化方式为 ，基态碳原子中电子的空间运动状态有 种，D、E原子的分数坐标分别为 、 (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，称作原子的分数坐标)。
（2）六方石墨晶体的密度为 (写出计算表达式，要求化简)。
（3）1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为 。
（4）石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时可由形成计按如图所示均匀分布的锂碳化合物，该物质中存在的化学键有 ，充电时该电极的电极反应式为 。
（5）锂离子电池的正极材料为层状结构的。锂离子完全脱嵌时的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成。可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，其原因是 。
【答案】（1）sp2；4；；
（2）
（3）6
（4）离子键、共价键；
（5）脱嵌过程中Al不会变价，Li+不能完全脱嵌
【知识点】晶胞的计算；极性键和非极性键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）石墨中，每个碳原子形成3个σ键，无孤电子对，碳原子的杂化方式为sp2，基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，电子占用4个原子轨道，电子的空间运动状态有4种，D在三方晶系底面上，原子的分数坐标为 ，E在六方晶系的内部，根据图示E原子的分数坐标为 。
（2）根据均摊原则，1个晶胞中含有4个C原子，C-C键长为0.142nm，则底面积为，六方石墨晶胞的体积为 ，六方石墨晶体的密度为。
（3）根据均摊原则，1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为
（4）Li + 嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的堆积结构发生改变，形成化学式为LiC 6 的嵌入化合物，可见该物质中存在的化学键有，Li + 与相邻石墨环形成的离子键、碳与碳形成的共价键；充电时由形成，充电时的电极反应式为
（5）Ni的氧化数有+2、+3、+4，而Al的氧化数只有+3，如果Ni被氧化到+4价态，Li+可以完全脱嵌，形成NiO2，但有Al3+存在，必须有Li+形成电中性物质，所以用铝取代部分镍形成可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用。
【分析】（1）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；核外电子排布有多少个轨道，电子就有多少种空间运动状态；
（2）（3）根据均摊原则计算；
（4）依据图中粒子及粒子间作用力分析；充电时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应；
（5）依据电中性分析。
23．（2023·中卫模拟）砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。
（1）基态Ga原子的价电子排布式为 ，其同周期元素中未成对电子数最多的是 (填元素符号)。
（2）GaAs可用Ga(CH3)3(常温下为无色液体)和AsH3高温反应制得，同时生成另一种产物，写出反应方程式 ，另一种产物中心原子的杂化类型为 。
（3）沸点AsH3 NH3(填“>”、“<”、“=”)，原因是 。
（4）GaAs的晶胞结构如图所示，As的配位数 ，若晶胞中距离最近的两个Ga原子距离为anm，阿伏加德罗常数的值为，则GaAs的密度为 。
【答案】（1）；Cr
（2）；杂化
（3）<；分子间可以形成氢键
（4）4；
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Ga为第四周期第IIIA族的元素，所以价层电子排布为：，与其同周期的未成对电子数最多的为，该元素为Cr。
（2）根据原子守恒，生成物为，另外一种产物为，所以化学方程式为：；甲烷为正四面体形结构，所以中心原子的杂化方式为：杂化；
（3）AsH3和NH3均为分子晶体，由于NH3分子间存在氢键，所以沸点AsH3
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）根据原子守恒分析；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
（3）分子间含有氢键，熔沸点较高；氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
24．（2023·运城模拟）工厂的含砷废水必须经过一定的处理。 某厂用某含砷废水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi2+ )提取三氧化二砷(俗称砒霜，分子式：As2O3)的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8 ×10-3920 ，Ksp[Cu(OH)2]=2.2 ×10-22，Ksp [Bi(OH)3]=4.4 ×10-31。
回答下列问题：
（1）滤渣a的成分是 (写化学式)。
（2）“沉淀”时，CuSO4溶液必须过量的原因是 。
（3）写出“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2发生反应的化学方程式： 。
（4）红色还原渣(不溶于水)“氧化”时反应的离子方程式为 。
（5）“沉砷”后废水中残留的砷可用PFS(聚铁)进一步去除，用石灰乳调节废水的pH值，通入空气，PFS用量[以表示]、终点pH值与砷去除率的关系如图所示。PFS除砷的最佳条件是 。
（6） 当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L含砷废水，制得475.2 gAs2O3，则As元的素回收率为 。
（7）砷化镓(GaAs)为第三代半导体，其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数值为NA，则砷化镓晶体密度为 g· cm-3。
【答案】（1）Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3
（2）为了使砷完全沉淀
（3）3Cu(AsO2)2+ 3SO2 +6H2O=Cu3(SO3)2 ·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4
（4）2Cu3(SO3)2·2H2O+4H+ + 3O2=6Cu2+ +4 +6H2O
（5）终点pH值为8，PFS用量为4或
（6）96%
（7）
【知识点】晶胞的计算；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，滤渣a的成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3。
（2）“沉淀”时，为了使砷完全沉淀，CuSO4溶液必须过量。
（3）“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2反应生成Cu3(SO3)22H2O、HAsO2和H2SO4，化学方程式为3Cu(AsO2)2+ 3SO2 +6H2O=Cu3(SO3)2 ·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4。
（4）Cu3(SO3)22H2O (不溶于水)“氧化”时和O2、H2SO4溶液反应得到CuSO4溶液，O元素由0价下降到-2价，S元素由+4价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2Cu3(SO3)2·2H2O+4H+ + 3O2=6Cu2+ +4 +6H2O。
（5）PFS除砷时，去除率最高时的条件是终点pH值为8，PFS用量为4或。
（6）当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L含砷废水，根据As守恒，理论上生成As2O3的质量为495g，As元素的回收率为 =96%。
（7）由晶胞结构可知，每个晶胞含有8=4个Ga和4个As，则砷化镓晶体密度为。
【分析】 加入氢氧化钠中和至pH=6，Fe3+、Cu2+、Bi2+均沉淀，则滤渣a为 Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3，加过量硫酸铜沉砷得到Cu3(AsO3)2沉淀，通入二氧化硫和水发生反应Cu3(AsO3)2+6H2O+3SO2=2H3AsO3+H2SO4+Cu3(SO3)2 2H2O，Cu3(SO3)2 2H2O氧化生成A为CuSO4，可循环使用，H3AsO3溶液蒸发浓缩、冷却结晶、干燥得到As2O3。
25．（2023·江西模拟）I．回答下列问题：
（1）Pt的电子排布式为[Xe]4f145d96s1，则Pt在元素周期表中的位置是 。
（2）基态As原子的价电子排布图为 ，基态Ga原子核外有 个未成对电子。
（3）科学家合成了一种含硼阴离子[，其结构如图所示。其中硼原子的杂化方式为 ，该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
（4）四方晶系的CuFeS2晶胞结构如图所示：
①CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为 ，晶胞中S原子的杂化方式为 。
②晶胞中Cu和Fe的投影位置如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3。
【答案】（1）第六周期VIII族
（2）；1
（3）sp2、sp3；4
（4）Fe
【解析】【解答】（1）由铂原子的电子排布式可知，铂元素位于元素周期表第六周期VIII族，故答案为：第六周期VIII族；
（2）砷元素的原子序数为33，价电子排布式为4s24p3，价电子排布图为；镓元素的原子序数为31，价电子排布式为4s24p，1，则镓原子核外有1个不成对电子，故答案为：；1；
（3）由阴离子的结构可知，形成4个单键的硼原子的杂化方式为sp3杂化、形成三个单键的硼原子的杂化方式为sp2杂化；阴离子是左右对称的结构，离子中共有4种不同化学环境的氧原子，故答案为：sp2、sp3；4；
（4）①非金属元素的电负性大于金属元素，金属元素的金属性越强，电负性越小，则CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为Fe
【分析】（1）依据原子的电子排布式分析；
（2）依据构造原理分析；
（3）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；依据物质的结构判断；
（4）①非金属元素的电负性大于金属元素，金属元素的金属性越强，电负性越小；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
②根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
26．（2023·保定模拟）一种用硫铜矿(主要含CuS、及少量FeO、等)为原料制备CuCl的工艺流程如下：
已知：①CuCl是难溶于水和醇的白色固体，在热水中迅速水解生成；
②CuCl在潮湿的空气中易被氧化，生成的碱式盐为；
③已知、、开始生成沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
金属离子
开始沉淀pH 4.7 8.1 1.2
完全沉淀pH 6.7 9.6 3.2
回答下列问题：
（1）“酸浸”时，富氧空气的作用 。
（2）“酸浸”时，CuS反应的化学方程式为 。
（3）用氨水调pH时，应将溶液的范围调整为 。
（4）“合成”时，生成CuCl发生反应的离子方程式为 。
（5）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用x mol L的溶液滴定到终点，发生反应为，消耗溶液V mL，样品中CuCl的质量分数为 (杂质不参与反应，列出计算式即可)。
（6）如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a nm。
①图中原子的坐标参数：A为，B为，则C的坐标参数为 。
②与最短的距离是 nm。
【答案】（1）促进硫铜矿被溶解，将铁元素氧化成
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）；
【知识点】晶胞的计算；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）氧气具有氧化性，“酸浸”时，富氧空气的作用为：促进硫铜矿被溶解，将铁元素氧化成；
（2）“酸浸”时，CuS和硫酸、氧气反应生成硫酸铜、硫单质和水，化学方程式为；
（3）用氨水调pH时，要求铁离子完全沉淀而铜离子不沉淀，故溶液的范围调整为；
（4）二氧化硫具有还原性，能将铜离子转化为一价铜、自身被氧化为硫酸根离子，滤液加入氯化钠、盐酸、二氧化硫生成氯化亚铜和硫酸，反应为；
（5）铁离子和氯化亚铜反应生成亚铁离子和铜离子，铜元素化合价由+1变为+2，结合反应，根据电子守恒可知，，则样品中CuCl的质量分数为
（6）①图中原子的坐标参数：A为，B为，则C在x、y、z轴的投影分别为、、，故C的坐标参数为。
②与最短的距离是体对角线的四分之一，故为nm。
【分析】硫铜矿加入硫酸酸浸，通入富氧空气氧化，得到硫酸铁、硫酸铜混合溶液，同时得到硫单质沉淀，则滤渣1为S，通入氨气条件pH，将铁沉淀，则滤渣2为氢氧化铁，滤液中加入NaCl、盐酸和二氧化硫发生反应，得到CuCl沉淀，过滤、洗涤、干燥得到CuCl。
27．（2023·沈阳模拟）氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱镁矿石的主要的成分是，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；
②相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.3 10.6 8.8 9.6
沉淀完全的pH 5.2 2.8 8.3 12.6 10.8 11.6
③常温下，、的溶度积分别为、。
回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为 。
（2）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入，将氧化为，反应的离子方程式为 。然后调节溶液pH使、沉淀完全，此时溶液的pH范围为 。再加入沉淀、，当时， 。
（3）流程中能循环利用的固态物质是 。
（4）某种含Zn、Mn特殊材料的晶胞结构如图所示，该物质的化学式为 。若该晶体的密度为，则晶体中相邻N之间的最短距离为 nm(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】（1）
（2）；5.2≤pH＜8.8；
（3）
（4）；
【知识点】晶胞的计算；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）根据以上分析可知，“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为；
（2）二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3+沉淀完全，pH在8.8时，Mn2+开始沉淀，所以将Fe3+、Al3+沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.8；根据 的溶度积计算得：c2(F-)= ，c(Mg2+)= mol/L；
（3）流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl；
（4）根据“均摊法”，晶胞中含个Zn、个Mn、1个N，则化学式为ZnMn3N；若该晶体的密度为，设相邻N之间的最短距离为anm，此距离即为晶胞边长参数anm，则晶体密度为，。
【分析】 菱锰矿的主要成分为MnCO3，加入氯化铵焙烧，发生反应，酸浸后其中Fe、Al、Ca、Mg等元素溶解生成Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，结合表中离子的沉淀pH及信息可知，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，再加氨水调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl，加入碳酸氢铵发生反应生成MnCO3，碳化结晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3，滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可循环使用。
28．（2023·凉山模拟）铜、银、金在古代常用作货币，三种元素在周期表中位于同一族，回答下列问题：
（1）基态铜原子有 种能量不同的电子，其价层电子排布式为： 。
（2）熔点Cu Ag( 填“大于”或“小于”)，原因是 。
（3）Cu2+能与吡咯( )的阴离子( )形成双吡咯铜。
①1mol吡咯中含有的σ键数为 ，吡咯熔点远高于环戊二烯( )， 主要原因是 。
②已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N的杂化方式为 。吡咯中的大π键可表示为 。(大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数， 如苯分子中的大π键可表示为 )。
（4）Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体，Cu原子处于晶胞面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进到入Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构如下图所示，该晶体储氢后的化学式为 。
若合金晶胞边长为apm，忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 。(写出表达式即可，储氢能力=)
【答案】（1）7；3d104s1
（2）大于；二者都为金属晶体且价电子数相同，但Cu的原子半径比Ag的小，故Cu金属键强，熔点更高
（3）10NA；吡咯分子间存在氢键，而环戊二烯分子间没有氢键；sp2杂化；
（4）Cu3AuH4；
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态铜原子有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种能量不同的电子，基态铜原子的价层电子为其3d、4s能级上的电子，其价层电子排布式为：3d104s1。故答案为：7；3d104s1；
（2）熔点Cu大于 Ag，原因是二者都为金属晶体且价电子数相同，但Cu的原子半径比Ag的小，故Cu金属键强，熔点更高。故答案为：大于；二者都为金属晶体且价电子数相同，但Cu的原子半径比Ag的小，故Cu金属键强，熔点更高；
（3）①每个吡咯有4个碳原子，每个碳原子有碳氢键（4个），碳碳之间（3个）、碳氮（2个）、氮和氢（1个）之间有σ键，1mol吡咯中含有的σ键数为10NA，吡咯熔点远高于环戊二烯， 主要原因是吡咯分子间存在氢键，而环戊二烯分子间没有氢键。故答案为：10NA；吡咯分子间存在氢键，而环戊二烯分子间没有氢键；
②已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，吡咯中C、N原子价层电子对数均为3，则吡咯分子中N的杂化方式为sp2杂化。该分子中的大π键有四个碳原子和一个氮原子，每个碳有一个单电子，氮有两个电子，吡咯中的大π键可表示为。故答案为：sp2杂化；；
（4）立方晶胞中，顶点粒子占，面心粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中，Au有8×=1个，Cu有6×=3个，H有4个，所以晶体化学式为Cu3AuH4，若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，1mol晶胞内储存4molH，则储存则该储氢材料的储氢能力为== =，故答案为：Cu3AuH4；。
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）金属晶体原子半径越小，电荷越多，金属键越强，熔点越高；
（3）①依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；分子间含有氢键，熔沸点较高；
②依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
29．（2023·咸阳模拟）据《自然》学术期刊显示，厦门大学教授郑南峰，与北京大学教授江颖课题组密切合作，提出了一种铜材料表面配位防腐技术，可实现各种尺度的铜材料抗氧化。Cu及其化合物应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Cu原子电子排布式为
（2）磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。
①P与N同主族，其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3 H3PO4(填“>”或“<”)，从结构的角度说明理由： 。
②P与N的氢化物空间构型相似，PH3键角 NH3键角(填“>”“<"或“=”)。
（3）胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体，将其改写成配合物形式的化学式可书写成 。其中配体的分子构型为 ，阴离子的中心原子杂化类型为 ，S、O、H三种元素的电负性由大到小的顺序是； ，胆矾晶体中不包含的作用力有 (填序号)。
A．离子键 B．金属键 C．氢键 D．共价键 E．配位键
（4）铜镍合金的立方晶胞结构如图所示：
已知原子O、A的分数坐标为(0，0，0)和(1，1，1)，原子B的分数坐标为 ，若该晶体密度为dg·cm-3，则铜镍原子间最短距离为 pm(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2）＞；因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4多1个；＜
（3）[Cu(H2O)4]SO4·H2O；V形；sp3杂化；O＞S＞H；B
（4）（0.5，0，0.5）；
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）铜的原子序数是29，基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）①由于HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4多1个，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3＞H3PO4。
②P与N的氢化物空间构型相似，均是三角锥形，但氮元素的电负性强于磷元素，共用电子对偏向氮元素，排斥力增大，所以PH3键角＜NH3键角。
（3）胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体，由于配位数是4，则将其改写成配合物形式的化学式可书写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O。其中配体水的分子构型为V形，阴离子的中心原子硫原子杂化类型为sp3杂化，非金属性越强，电负性越大，则S、O、H三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞S＞H，胆矾晶体中包含的作用力有离子键、共价键、配位键和氢键，不包含的作用力为金属键，故答案为：B。
（4）已知原子O、A的分数坐标为(0，0，0)和(1，1，1)，则原子B的分数坐标为（0.5，0，0.5），晶胞中铜原子的个数是，镍原子的个数是，若该晶体密度为dg·cm-3，则晶胞体积为，边长为，铜镍原子间最短距离为面对角线的一半，即为pm。
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）①分子结构中含非羟基氧原子数越多，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强；
②原子的电负性大，对孤电子对、成键电子对的吸引力强，电子对更靠近中心原子，相互之间的排斥作用更大，键角更大；
（3）依据铜盐配合物分析；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型，确定杂化类型；非金属性越强，电负性越大；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
30．（2023·梅州模拟）磷酸亚铁锂()是新能源汽车中锂离子电池常用的电极材料。对废旧电极(含、Al箔、石墨粉等)回收并获得高纯的工艺流程如下：
已知：在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小。
（1）回收的废旧锂离子电池需进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析不合理的是____(填标号)。
A．拆分前对废旧电池进行预放电，有利于释放残余能量，消除安全隐患
B．预放电时电池中的锂离子移向正极，有利于提高正极片中锂元素的回收率
C．热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等
D．锂离子电池不含汞、镉、铅等有毒重金属，可用普通垃圾处理方法处理
（2）过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有 (写出其中一种即可)，过程Ⅱ中足量NaOH溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
（3）过程Ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如下表所示：
序号 酸 氧化剂 浸出液浓度(g/L) 滤渣中Li含量/%
实验1 HCl 9.02 0.10
实验2 HCl 9.05 0.08
实验3 HCl 7.05 0.93
实验2中，可与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量。综合考虑的浸出率及环保因素，选择的氧化剂最好为 。
（4）过程Ⅵ首先需洗涤“粗品”，应该用 (填“热水”或“冷水”)洗。若滤液2中，过程Ⅴ中加入等体积的溶液后，若沉淀中的Li元素占滤液中Li元素总量的95.0%，则加入的碳酸钠溶液浓度为 [已知：，溶液混合引起的体积变化可忽略]。
（5）工业上用、、LiCl及苯胺()为原料制取磷酸亚铁锂。中，的空间结构为 。LiCl和均为金属氯化物，LiCl沸点1350℃，沸点315℃，两者沸点差异明显的主要原因是 。
（6）某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为 ，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为 (列出计算式，用表示阿伏加德罗常数)。
【答案】（1）D
（2）适当升高温度、增加氢氧化钠浓度（答案合理即可）；
（3）H2O2
（4）热水；2.22
（5）正四面体；LiCl为离子晶体，分子晶体，离子晶体熔化破坏的是离子键，分子晶体熔化破坏的是分子间作用力，离子晶体熔点比分子晶体熔点高，所以两者的熔点相差很大
（6）LiC6；
【知识点】晶胞的计算；物质的分离与提纯
【解析】【解答】（1）A．废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，可能导致过电等现象，造成人生命安全危险事故，A正确；
B．放电过程为原电池原理，电解质溶液中阳离子移向正极，即锂离子电池预放电时电池中的锂离子移向正极，B正确；
C．有机物熔沸点较低、大多数易燃，碳粉可燃，可知热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物等，C正确；
D．锂离子电池即使不含汞、镉、铅等有毒重金属，但里面有多种化学物质，因此不可用普通垃圾处理方法处理，否则会导致产生土壤污染、水污染，D不正确；
故答案为：D；
（2）过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有适当升高温度、增加氢氧化钠浓度等措施；过程Ⅱ中足量NaOH溶液是为了溶解铝，其离子方程式为：；
（3）实验2生成的氯气会污染空气，增加了酸和氧化剂的用量，实验1与实验3相比，Li+的浸出率较高的是H2O2，所以最终选择H2O2作为氧化剂，故答案为：H2O2；
（4）在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小，所以洗涤碳酸锂粗品时，为了使晶体更快析出，需用热水洗涤；
，滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率达到95.0%，则混合后滤液中c(Li+)==0.1mol/L，滤液③中c(CO)=mol/L=0.16mol/L，根据平衡思想可知，消耗锂离子的碳酸根离子浓度为=0.95mol/L，所以反应前碳酸钠离子浓度为0.16mol/L+0.95mol/L=1.11mol/L，因为是等体积混合，忽略反应前后溶液体积变化，所以加入的碳酸钠浓度应为=2.22mol/L，故答案为：2.22mol/L；
（5）的价层电子对数为4，孤电子对数为=0，所以其分子的空间结构为正四面体；LiCl为离子晶体，分子晶体，离子晶体熔化破坏的是离子键，分子晶体熔化破坏的是分子间作用力，离子晶体熔点比分子晶体熔点高，所以两者的熔点相差很大；
（6）由图可知，Li原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为LiC6；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3×142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式，解得。
【分析】（1）D．锂离子电池里面有多种化学物质，不可用普通垃圾处理方法处理，否则会导致产生土壤污染、水污染，其它选项合理；
（2）依据影响反应速率的因素分析；依据铝的性质判断；
（3）依据表中的数据分析；
（4）依据溶解度分析；利用Ksp计算；
（5）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；熔点由高到低的顺一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体；
（6）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
2023年高考真题变式分类汇编：晶胞的计算1
一、选择题
1．（2023·湖南）科学家合成了一种高温超导材料，其晶胞结构如图所示，该立方晶胞参数为。阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A．晶体最简化学式为
B．晶体中与最近且距离相等的有8个
C．晶胞中B和C原子构成的多面体有12个面
D．晶体的密度为
2．（2023·辽宁）晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是
A．图1晶体密度为g cm-3
B．图1中O原子的配位数为6
C．图2表示的化学式为
D．取代产生的空位有利于传导
3．（2023·湖北）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
4．（2023·湖北）镧La和H可以形成一系列晶体材料，在储氢和超导等领域具有重要应用。，属于立方晶系，晶胞结构和参数如图所示。高压下，中的每个H结合4个H形成类似的结构，即得到晶体。下列说法错误的是
A．晶体中La的配位数为8
B．晶体中H和H的最短距离：
C．在晶胞中，H形成一个顶点数为40的闭合多面体笼
D．单位体积中含氢质量的计算式为
5．（2023·邯郸模拟）磷青铜是铜与锡、磷的合金，质地坚硬，主要用作耐磨零件和弹性元件。某立方磷青铜晶胞结构如图所示，晶胞参数为(表示阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是
A．的外围电子排布式为
B．Ni在元素周期表中位于ds区，属于过渡元素
C．该晶体中，距离Sn原子最近的Cu原子有8个
D．该晶体密度计算式为
6．（2023·沈阳模拟）一种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图，晶胞参数为xnm、xnm、ynm，摩尔质量为Mrg/mol。(Sb原子有两种位置关系，分别用Sb1和Sb2代表)，下列叙述中错误的是
A．该晶体的化学式为
B．与Cs原子距离最近的Sb1原子有6个
C．基态占据的最高能层的符号是M
D．该含钒超导材料的晶体密度为
7．（2023·重庆市模拟）如图所示是氧化锆晶胞，其结构为立方体，氧化锆的摩尔质量为，若阿伏加德罗常数的值为，下列说法正确的是
A．立方氧化锆的化学式为ZrO
B．每个Zr原子周围有8个O原子
C．氧化锆晶体密度的计算式为
D．相邻两个氧原子之间的最短距离为
8．（2023·沧州模拟）一种理想的激光基质材料M由元素钾、镁和氟组成。晶体M的晶胞如图所示，已知：晶胞参数为。下列有关该晶体的说法错误的是
A．晶胞中K、、F的原子个数比为1∶1∶3
B．与K等距离且最近的F的数目为6
C．在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心
D．该晶体的密度为
9．（2023·益阳模拟）某高效催化剂组成为固体。立方晶胞如下图所示，晶胞参数为，的摩尔质量为，下列说法错误的是
A．O元素位于元素周期表p区
B．在晶胞结构中，●表示微粒
C．该晶体密度为：
D．离子在晶胞中的配位数是8
10．（2023·福州模拟）可用于配制无机防锈颜料的复合氧化物的晶胞结构如图，下列说法中错误的是（ ）
A．该复合氧化物的化学式为
B．若图中A、B的原子坐标均为(0，0，0)，则C的原子坐标为(0，0.5，0.5)
C．若该晶体密度为，钙和氧的最近距离为anm，则阿伏加德罗常数
D．由晶胞结构可知，与1个钙原子等距离且最近的氧原子有8个
11．（2023·朝阳模拟）我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看做将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得，T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法错误的是
A．T-碳与金刚石互为同素异形体
B．T-碳与金刚石均属于共价晶体
C．T-碳与金刚石中键角均为
D．T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
12．（2023·常德模拟）作为储氢材料的镧镍合金被广泛应用于电动车辆，某种镧镍合金储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图，晶胞参数为a，下列有关表述错误的是
A．Z表示的微粒为H2
B．每个X原子周围最近且等距离的X原子有6个
C．若A的分数坐标为(0，0.5，0.5)，B的分数坐标为(0.75，0.75，0)，则C的分数坐标为(1，0.5，1)
D．若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则晶体的化学式为LaNi5H7
13．（2023·广东模拟）一种锂的氧化物的晶胞结构如图所示(晶胞参数a=b=c=0.4665nm，晶胞棱边夹角均为90°)。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，称作原子的分数坐标。下列有关说法错误的是
A．该氧化物的化学式为Li2O
B．O原子之间的最短距离为×466.5pm
C．与Li距离最近且相等的O有8个
D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子的分数坐标为(，，)
14．（2023·朝阳模拟）下列化学用语或图示表达正确的是
A．HClO的电子式：
B．中子数为1的氢原子：
C．NaCl的晶胞：
D．反-2-丁烯的结构简式：
二、多选题
15．（2023·聊城模拟）LiFePO4的晶胞如图所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构，电池充电时，LiFePO4脱出部分Li+，形成Li1-xFePO4晶胞。
下列说法正确的是
A．每个LiFePO4晶胞中含有4个O原子
B．Li1-xFePO4晶胞中，
C．每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为1
D．1molLi1-xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗xmolFe3+
16．（2023·鞍山模拟）普鲁士蓝是一种辐射应急药物。最初，狄斯巴赫把草木灰和牛血混在一起，制成亚铁氰化钾(其三水合物俗称黄血盐)，之后与反应获得了普鲁士蓝。如图是普鲁士蓝晶体的单元结构，下列说法正确的是（ ）
A．黄血盐的化学式为
B．在制备黄血盐时，牛血的作用是仅提供元素
C．普鲁士蓝中与的配位数均为6
D．普鲁士蓝的每个晶胞中实际含有3个
17．（2023·菏泽模拟）某水性钠离子电池电极材料由、、、组成，其立方晶胞嵌入和嵌出过程中，与含量发生变化，依次变为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图所示。下列说法错误的是
A．铁在元素周期表中位于第4周期ⅧB族
B．普鲁士蓝的导电能力小于普鲁士白
C．普鲁士蓝中与个数比为1：2
D．普鲁士白的化学式为
18．（2023·葫芦岛模拟）钛酸钙矿物的晶胞结构如图(a)所示，某钙钛矿型太阳能光伏电池的有机半导体材料的结构如图(b)所示，晶胞边长为a cm，其中A为，另两种离子为和。下列说法错误的是
A．钛酸钙晶体中距离最近的有8个
B．图(b)中，X为
C．图(b)该晶体密度为
D．钛酸钙晶胞中距离最近的形成了正八面体，位于其中心
19．（2022·潍坊模拟）某FexNy的晶胞如图1所示，晶胞边长为apm，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．该FexNy的化学式为Fe2N
B．与N等距且最近的N为8个
C．两个a位置Fe的最近距离为apm
D．其中较稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN
三、非选择题
20．（2023·北京）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
（1）基态原子价层电子排布式是 。
（2）比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： 。
（3）的空间结构是 。
（4）同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程中，断裂的只有硫硫键，若过程所用试剂是和，过程含硫产物是 。
（5）的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
晶胞中的个数为 。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为 。
（6）浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由： 。
21．（2023·白沙模拟）乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用CaC2与水反应生成乙炔。
（1）CaC2中与互为等电子体，的电子式可表示为 ； 1mol 中含有的π键数目为 。
（2）将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu+基态核外电子排布式为 。
（3）乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。
（4）CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图所示)，则该晶胞中的碳原子个数为 。 CaC2晶体中含有的中哑铃形的存在，使晶胞沿一个方向拉长。CaC2 晶体中1个Ca2+周围距离最近的数目为 。
22．（2023·山东模拟）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如图a所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。若按ABCABC方式堆积而成，则如图b所示，图中用虚线标出了石墨的一个三方晶胞。回答下列问题：
（1）石墨中碳原子的杂化方式为 ，基态碳原子中电子的空间运动状态有 种，D、E原子的分数坐标分别为 、 (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，称作原子的分数坐标)。
（2）六方石墨晶体的密度为 (写出计算表达式，要求化简)。
（3）1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为 。
（4）石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时可由形成计按如图所示均匀分布的锂碳化合物，该物质中存在的化学键有 ，充电时该电极的电极反应式为 。
（5）锂离子电池的正极材料为层状结构的。锂离子完全脱嵌时的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成。可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，其原因是 。
23．（2023·中卫模拟）砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，其晶体结构与单晶硅相似。
（1）基态Ga原子的价电子排布式为 ，其同周期元素中未成对电子数最多的是 (填元素符号)。
（2）GaAs可用Ga(CH3)3(常温下为无色液体)和AsH3高温反应制得，同时生成另一种产物，写出反应方程式 ，另一种产物中心原子的杂化类型为 。
（3）沸点AsH3 NH3(填“>”、“<”、“=”)，原因是 。
（4）GaAs的晶胞结构如图所示，As的配位数 ，若晶胞中距离最近的两个Ga原子距离为anm，阿伏加德罗常数的值为，则GaAs的密度为 。
24．（2023·运城模拟）工厂的含砷废水必须经过一定的处理。 某厂用某含砷废水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi2+ )提取三氧化二砷(俗称砒霜，分子式：As2O3)的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8 ×10-3920 ，Ksp[Cu(OH)2]=2.2 ×10-22，Ksp [Bi(OH)3]=4.4 ×10-31。
回答下列问题：
（1）滤渣a的成分是 (写化学式)。
（2）“沉淀”时，CuSO4溶液必须过量的原因是 。
（3）写出“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2发生反应的化学方程式： 。
（4）红色还原渣(不溶于水)“氧化”时反应的离子方程式为 。
（5）“沉砷”后废水中残留的砷可用PFS(聚铁)进一步去除，用石灰乳调节废水的pH值，通入空气，PFS用量[以表示]、终点pH值与砷去除率的关系如图所示。PFS除砷的最佳条件是 。
（6） 当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L含砷废水，制得475.2 gAs2O3，则As元的素回收率为 。
（7）砷化镓(GaAs)为第三代半导体，其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数值为NA，则砷化镓晶体密度为 g· cm-3。
25．（2023·江西模拟）I．回答下列问题：
（1）Pt的电子排布式为[Xe]4f145d96s1，则Pt在元素周期表中的位置是 。
（2）基态As原子的价电子排布图为 ，基态Ga原子核外有 个未成对电子。
（3）科学家合成了一种含硼阴离子[，其结构如图所示。其中硼原子的杂化方式为 ，该结构中共有 种不同化学环境的氧原子。
（4）四方晶系的CuFeS2晶胞结构如图所示：
①CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为 ，晶胞中S原子的杂化方式为 。
②晶胞中Cu和Fe的投影位置如图所示，设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度为 g·cm-3。
26．（2023·保定模拟）一种用硫铜矿(主要含CuS、及少量FeO、等)为原料制备CuCl的工艺流程如下：
已知：①CuCl是难溶于水和醇的白色固体，在热水中迅速水解生成；
②CuCl在潮湿的空气中易被氧化，生成的碱式盐为；
③已知、、开始生成沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
金属离子
开始沉淀pH 4.7 8.1 1.2
完全沉淀pH 6.7 9.6 3.2
回答下列问题：
（1）“酸浸”时，富氧空气的作用 。
（2）“酸浸”时，CuS反应的化学方程式为 。
（3）用氨水调pH时，应将溶液的范围调整为 。
（4）“合成”时，生成CuCl发生反应的离子方程式为 。
（5）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于过量的溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用x mol L的溶液滴定到终点，发生反应为，消耗溶液V mL，样品中CuCl的质量分数为 (杂质不参与反应，列出计算式即可)。
（6）如图是氯化亚铜的晶胞结构，已知晶胞的棱长为a nm。
①图中原子的坐标参数：A为，B为，则C的坐标参数为 。
②与最短的距离是 nm。
27．（2023·沈阳模拟）氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下：
已知：①菱镁矿石的主要的成分是，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg等元素；
②相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀时的pH如下：
金属离子
开始沉淀的pH 3.8 1.5 6.3 10.6 8.8 9.6
沉淀完全的pH 5.2 2.8 8.3 12.6 10.8 11.6
③常温下，、的溶度积分别为、。
回答下列问题：
（1）“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为 。
（2）浸出液“净化除杂”过程如下：首先加入，将氧化为，反应的离子方程式为 。然后调节溶液pH使、沉淀完全，此时溶液的pH范围为 。再加入沉淀、，当时， 。
（3）流程中能循环利用的固态物质是 。
（4）某种含Zn、Mn特殊材料的晶胞结构如图所示，该物质的化学式为 。若该晶体的密度为，则晶体中相邻N之间的最短距离为 nm(列出计算式，为阿伏加德罗常数的值)。
28．（2023·凉山模拟）铜、银、金在古代常用作货币，三种元素在周期表中位于同一族，回答下列问题：
（1）基态铜原子有 种能量不同的电子，其价层电子排布式为： 。
（2）熔点Cu Ag( 填“大于”或“小于”)，原因是 。
（3）Cu2+能与吡咯( )的阴离子( )形成双吡咯铜。
①1mol吡咯中含有的σ键数为 ，吡咯熔点远高于环戊二烯( )， 主要原因是 。
②已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N的杂化方式为 。吡咯中的大π键可表示为 。(大π键可用符号表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数， 如苯分子中的大π键可表示为 )。
（4）Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体，Cu原子处于晶胞面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进到入Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构如下图所示，该晶体储氢后的化学式为 。
若合金晶胞边长为apm，忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 。(写出表达式即可，储氢能力=)
29．（2023·咸阳模拟）据《自然》学术期刊显示，厦门大学教授郑南峰，与北京大学教授江颖课题组密切合作，提出了一种铜材料表面配位防腐技术，可实现各种尺度的铜材料抗氧化。Cu及其化合物应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Cu原子电子排布式为
（2）磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。
①P与N同主族，其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3 H3PO4(填“>”或“<”)，从结构的角度说明理由： 。
②P与N的氢化物空间构型相似，PH3键角 NH3键角(填“>”“<"或“=”)。
（3）胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体，将其改写成配合物形式的化学式可书写成 。其中配体的分子构型为 ，阴离子的中心原子杂化类型为 ，S、O、H三种元素的电负性由大到小的顺序是； ，胆矾晶体中不包含的作用力有 (填序号)。
A．离子键 B．金属键 C．氢键 D．共价键 E．配位键
（4）铜镍合金的立方晶胞结构如图所示：
已知原子O、A的分数坐标为(0，0，0)和(1，1，1)，原子B的分数坐标为 ，若该晶体密度为dg·cm-3，则铜镍原子间最短距离为 pm(列出计算式，设NA为阿伏加德罗常数的值)
30．（2023·梅州模拟）磷酸亚铁锂()是新能源汽车中锂离子电池常用的电极材料。对废旧电极(含、Al箔、石墨粉等)回收并获得高纯的工艺流程如下：
已知：在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小。
（1）回收的废旧锂离子电池需进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析不合理的是____(填标号)。
A．拆分前对废旧电池进行预放电，有利于释放残余能量，消除安全隐患
B．预放电时电池中的锂离子移向正极，有利于提高正极片中锂元素的回收率
C．热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等
D．锂离子电池不含汞、镉、铅等有毒重金属，可用普通垃圾处理方法处理
（2）过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有 (写出其中一种即可)，过程Ⅱ中足量NaOH溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
（3）过程Ⅲ采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如下表所示：
序号 酸 氧化剂 浸出液浓度(g/L) 滤渣中Li含量/%
实验1 HCl 9.02 0.10
实验2 HCl 9.05 0.08
实验3 HCl 7.05 0.93
实验2中，可与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量。综合考虑的浸出率及环保因素，选择的氧化剂最好为 。
（4）过程Ⅵ首先需洗涤“粗品”，应该用 (填“热水”或“冷水”)洗。若滤液2中，过程Ⅴ中加入等体积的溶液后，若沉淀中的Li元素占滤液中Li元素总量的95.0%，则加入的碳酸钠溶液浓度为 [已知：，溶液混合引起的体积变化可忽略]。
（5）工业上用、、LiCl及苯胺()为原料制取磷酸亚铁锂。中，的空间结构为 。LiCl和均为金属氯化物，LiCl沸点1350℃，沸点315℃，两者沸点差异明显的主要原因是 。
（6）某锂电池的负极材料晶体是锂原子嵌入石墨烯层间，晶胞结构(底面为平行四边形)如图所示。该晶体的化学式为 ，该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，石墨烯层间距离为335pm，则该晶体的密度为 (列出计算式，用表示阿伏加德罗常数)。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、Ca位于体心，因此一个晶胞中含有一个Ca；K位于顶点，因此一个晶胞中所含的K的个数为；B位于面上，因此一个晶胞中含有B的个数为；C位于面上，因此一个晶胞中所含C的个数为，因此该晶体的最简化学式为KCaB6C6，A不符合题意；
B、晶体中与K+最近且距离相等的Ca2+位于晶胞的体心，因此晶体中共有8个Ca2+与K+最近且距离相等，B不符合题意；
C、由晶胞结构可知，晶胞中B与C构成的多面体中含有14个面，C符合题意；
D、该晶体的密度，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A、根据均摊法确定晶胞中所含原子个数，从而确定其最间化学式；
B、晶体中距离K＋最近的Ca2＋有8个；
C、晶体中B和C构成的多面体有14个面；
D、根据公式计算晶胞密度。
2．【答案】C
【知识点】配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为，那么密度为：，A项正确；
B．图1晶胞中，O位于面心，与O等距离最近的Li有6个，O原子的配位数为6，B项正确；
C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2。O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为LiMgOClxBr1-x，C项错误；
D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D项正确；
故答案为：C。
【分析】思路分析：利用均摊法算出晶胞的化学式，根据结构判断配位数，计算密度的公式为，注意单位的换算。
3．【答案】B
【知识点】原子晶体（共价晶体）；晶胞的计算；氧化还原反应方程式的配平
【解析】【解答】A.有分析可知，高温下，二氧化硅和C反应生成单质硅，反应方程式：，A项正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为2NA，B项错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；HCI在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，C项正确；
D.该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCI3的反应为熵减过程，D说法正确；
故答案为：B。
【分析】易错分析：B.在计算单质硅或者金刚石中Si-Si键或者C-C键时，要注意每个共价键被两个原子共用，平均到每个原子的共价键时要乘以。
4．【答案】C
【知识点】配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】A.若面心La研究，与之最近的H原子有8个，则La的配位数为8，故A正确；
B．由LaHx晶胞结构可知，每个H结合4个H形成类似甲烷的结构，H和H之间的最短距离变小，则晶体中H和H的最短距离：，故B正确；
C．由题干信息可知，在LaHx晶胞中，每个H结合4个H形成类似甲烷的结构，这样的结构有8个，顶点数为48=32，故C错误；
D.有分析可知，一个晶胞中含有H个数为：8+48=40个，氢原子质量为，晶胞的体积为，单位体积含氢质量为：，D项正确；
故答案为：C
【分析】根据分析可知，La位于顶点和面心，H位于晶胞内部，利用均摊法可以算出晶胞化学式，算出一个晶胞质量，根据体积，算出单位体积的含氢质量，根据晶胞结构进行解答即可。
5．【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．基态铜原子的外围电子排布式为，因此的外围电子排布式为，A不符合题意；
B．Ni位于第四周期Ⅷ族，属于过渡元素，位于d区，B不符合题意；
C．以任一顶点处的Sn为例，距离Sn最近的Cu位于相邻面的面心，一个晶胞中有3个，每个Cu被两个面共用，该Sn被8个晶胞共用，因此距离Sn最近的Cu有3×8÷2=12个，C不符合题意；
D．由均摊法可知，每个晶胞中含有1个Sn、3个Cu、1个P，摩尔质量为342g/mol，因此晶体密度为，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据构造原理分析；
B．过渡元素是元素周期表中从ⅢB族到VⅢ族的化学元素和构造原理分析；
C．依据晶胞结构分析；
D．利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
6．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据晶体结构俯视图判断，该晶胞底面为菱形，该菱形中邻边存在60°和120°两种角度。结合均摊法可知，晶胞中Cs位于晶胞顶点，共4×+4×=1个，V位于面心和体心，共4×+1=3个，Sb位于棱心和体内，共2×+2×+4=5个，则晶体中粒子个数比Cs ： V ： Sb =1：3∶5，则晶体的化学式为：，故A不符合题意；
B．以顶点的Cs为观察对象，与Cs原子距离最近的Sb1原子棱心上，Cs原子的上方晶胞中也有1个棱心Sb1，共2个，故B符合题意；
C．基态的核外电子排布为：，占据的最高能层为第三层，符号是M，故C不符合题意；
D．该晶胞的质量为：，晶胞的体积为，晶胞的密度为：，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．根据晶体结构俯视图、结合均摊法判断；
B．根据晶体结构图判断；
C．依据构造原理分析；
D．根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
7．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．根据“均摊法”，晶胞中含个Zr、8个O，则立方氧化锆的化学式为ZrO2，A不符合题意；
B．以底面面心Zr为例，上下层各有4个O，故每个Zr原子周围有8个O原子，B符合题意；
C．结合A分析可知，晶体密度为，C不符合题意；
D．由图可知，相邻两个氧原子之间的最短距离为晶胞参数的一半，为，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.个Zr原子周围有8个O原子；
C.根据计算；
D.相邻两个氧原子之间的最短距离为晶胞参数的一半。
8．【答案】B
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．晶胞中，钾原子位于顶点，镁原子位于体心，氟原子位于面心，则晶胞中的原子个数比为1∶1∶3，选项A不符合题意；
B．与K等距离且最近的F位于面心，共有12个，选项B符合题意；
C．在M晶胞结构的另一种表示中，若K位于晶胞的体心，则F位于棱心，位于顶点，选项C不符合题意；
D．根据均摊法确定晶胞中含8=1个K，1个，6=3个F，该晶体的密度，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.与K等距离且最近的F位于面心；
C.若K位于晶胞的体心，F位于棱心；
D.根据计算。
9．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．O为8号元素，电子排布式为1s22s22p4，故O元素位于元素周期表p区，A不符合题意；
B．根据图示，黑球的个数为，白球的个数为8，则黑球代表Zr4+，B不符合题意；
C．根据公式，C符合题意；
D．Zr4+位于顶点及面心，顶点的离子与8个晶胞共用，与每个晶胞中的O2-距离相等且最近，故Zr4+ 离子在晶胞中的配位数是8，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
10．【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．Ca位于顶点，个数为=1，Cr位于体内，个数为1，O位于面上，个数为=3，化学式为CaCrO3，故A说法不符合题意；
B．根据晶胞图可知，C位于面心，因此C的坐标为(0，0.5，0.5)，故B说法不符合题意；
C．钙和氧最近的距离是面对角线的一半，面对角线长为2anm，即晶胞边长为nm，晶胞的体积为(×10-7)3cm3，根据A选项分析，晶胞的质量为g，则晶胞密度为g/cm3，阿伏加德罗常数NA=，故C说法不符合题意；
D．以顶点Ca为标准，离Ca最近的氧原子在面心，共有12个，故D说法符合题意；
故答案为：D。
【分析】利用均摊法确定原子数，再利用公式计算。
11．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．T-碳与金刚石均为碳的单质，结构不同，互为同素异形体，故A不符合题意；
B．由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构，两者均为共价晶体，故B不符合题意；
C．T-碳中4个碳原子围成正四面体结构，该结构中键角为60°，故C符合题意；
D．由晶胞结构可知，在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点，6个位于面心，4个位于体内，个数为：，则碳原子个数为32，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、同种元素的不同单质为同素异形体；
B、T-碳和金刚石都是共价晶体；
C、三个碳原子形成一个正三角形，夹角为60℃；
D、结合均摊法判断。
12．【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．从晶胞中可以计算，含X原子个数为=1，含Y原子个数为=5，含Z个数为=3，对照晶胞的化学式LaNi5H6，可得出Z表示的微粒为H2，A不符合题意；
B．从图中可以看出，每个X原子周围最近且等距离的X原子在顶点上，数目为6，B不符合题意；
C．若A的分数坐标为(0，0.5，0.5)，B的分数坐标为(0.75，0.75，0)，则坐标原点为底面左下角的X原子，晶胞参数为1，所以C的分数坐标为(1，0.5，1)，C不符合题意；
D．若四条竖直棱的棱心位置均插入Z，则与原晶胞比，增加Z的个数为=1，而Z为H2，所以晶体的化学式为LaNi5H8，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.每个X原子周围最近且等距离的X原子在顶点上；
C.坐标原点为底面左下角的X原子，C的分数坐标为(1，0.5，1)；
D.根据均摊法计算。
13．【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．该晶胞中，含Li+个数为8，含O2-个数为=4，则氧化物的化学式为Li2O，A不符合题意；
B．从图中可以看出，O原子之间的最短距离为面对角线长度的一半，即为×466.5pm，B不符合题意；
C．在晶胞中，Li+与邻近的4个O2-构成正四面体，则与Li距离最近且相等的O有4个，C符合题意；
D．若p原子的分数坐标为(，，)，则q原子在x、y、z轴上的分数坐标分别为、、，从而得出q原子的分数坐标为(，，)，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、结合均摊法判断；
B、最短距离要结合晶胞的边长判断；
C、距离锂离子最近的晶胞可以截取其中一部分进行判断；
D、坐标要结合原点和晶胞原子的位置判断。
14．【答案】B
【知识点】晶胞的计算；元素、核素；结构简式；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A． HClO的电子式：，故A不符合题意；
B． 中子数为1的氢原子：，质量数为2，故B符合题意；
C． NaCl的晶胞：，故C不符合题意；
D． 反-2-丁烯的结构简式：，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A次氯酸的电子式中，氧原子在中间；
B、中子数=质量数-质子数；
C、氯化钠的晶胞中，含有12个钠原子和12个氯原子；
D、反式结构中，两个甲基不在同一侧。
15．【答案】B,D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，由磷酸铁锂的化学式为LiFePO4可知，晶胞中含有16个氧原子，故A不符合题意；
B．由晶胞结构可知，Li1 xFePO4比LiFePO4少了1个面心和1个棱上的锂离子，则1—x=，解得x=0.1875，Li1-xFePO4的化学式为Li0.8125FePO4，设亚铁离子为a，由化合价代数和为0可得：0.1875+2a+3(1—a)=8，解得a=0.8125，则=≈4.3，故B符合题意；
C．由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，则每个LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时，转移电子数为，故C不符合题意；
D．由化学式可知，Li1-xFePO4全转化为LiFePO4时，铁元素的化合价降低，消耗x个铁离子，则1molLi1-xFePO4全转化为LiFePO4时，消耗xmol铁离子，故D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】A.根据均摊法计算；
B.Li1 xFePO4比LiFePO4少了1个面心和1个棱上的锂离子；
C.LiFePO4晶胞完全转化为FePO4晶胞时， 失去全部的Li+；
D.每个LiFePO4晶胞中含有LiFePO4的单元数有4个，结合Fe原子数不变计算。
16．【答案】C,D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．由晶胞结构可知，与各有4个位于顶点，个数为：，CN-有12个位于棱上，个数为， ：：CN-=1：1：6，阴离子为：，黄血盐的化学式为，故A不符合题意；
B．在制备黄血盐时，牛血的作用是提供2+和CN-，故B不符合题意；
C．普鲁士蓝晶体中，与位于顶点，CN-位于棱上，与的配位数均为6，故C符合题意；
D．CN-有12个位于棱上，个数为，每个晶胞中实际含有3个，故D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
17．【答案】A,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．铁在元素周期表中位于第4周期Ⅷ族，故A符合题意；
B．根据普鲁士白的结构图可知1个晶胞中含有8个Na＋，比普鲁士蓝和格林绿都多，Na＋嵌入越多导电性能越好，所以普鲁士蓝的导电能力小于普鲁士白，故B不符合题意；
C．将普鲁士蓝晶胞分为8个小立方体，CN 位于小立方体的棱心上，小立方体中CN 个数为3，普鲁士蓝晶胞中CN 个数为3×8＝24，Fe2＋位于晶胞棱心和体心，个数为4，Fe3＋位于顶点和面心，Fe3＋个数4，与个数比为1：1，故C符合题意；
D．普鲁士白和普鲁士蓝相比，晶胞中多了4个Na＋，所以由C分析可知，普鲁士白中Na＋、Fe离子、CN 个数比为8：8：24＝1：1：3，化学式为，故D不符合题意；
故答案为：AC。
【分析】A、铁元素在第4周期Ⅷ族；
B、导电能力和钠离子嵌入的数目有关；
C、结合晶胞中的体心、面心、棱心、顶点判断；
D、化学史可以结合钠离子、铁离子、氰酸根离子的数目判断。
18．【答案】B,C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A．以顶点的Ca2+为研究对象，离Ca2+最近的钛离子位于晶胞的体心，所以晶体中离Ca2+最近的Ti4+有8个，A项不符合题意；
B．晶胞图b中含有1个A，3个X，1个B，且A为，根据电中性原理可推知，X为I ，B项符合题意；
C． b晶胞中A个数为8×=1个，B的个数为1，X的个数为6×=3，A为，则B为Pb2+，X为I 和，化学式为PbCH3NH3I3，摩尔质量为620g/mol，该晶胞的密度为，C符合题意；
D．由晶胞图a可知，钛酸钙晶体中离Ti4+最近的氧离子形成了正八面体，钛离子位于其中心，D项不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A、距离最近的钛离子要结合周围晶胞判断；
B、晶胞为电中性，有阳离子则必有阴离子；
C、密度要结合体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数判断；
D、结合图示可以知道，6个氧离子和钛离子形成正八面体。
19．【答案】C,D
【知识点】晶胞的计算；化合价与化学式
【解析】【解答】A．由图可知，Fe位于顶点和面心，N位于体内，N的个数为1，Fe的个数为8×+6× =4，则铁氮化合物的化学式为Fe4N，A不符合题意；
B．以体心N原子看，与上下、左右、前后晶胞中体心的N距离最近且等距离，则晶体中与每个N距离最近且等距离的N为6个，B不符合题意；
C．两个a位置Fe的最近距离为=apm， C符合题意；
D．由图2可知Cu代替b位置的Fe能量低更稳定，则Cu原子个数为8×=1，Fe原子个数为6×=3，N原子个数为1，可知更稳定的Cu替代型产物的化学式为Fe3CuN，D符合题意；
故答案为：CD。
【分析】A、注意顶点、面心处的原子并非全部属于该晶胞；
B、与N距离最近且等距离的N为6个；
C、两个铁的最近距离为正方形对角线长度的一半；
D、能量越低越稳定，Cu代替b位置的Fe能量低更稳定。
20．【答案】（1）
（2），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
（3）四面体形
（4）和
（5）；
（6）中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子
【知识点】原子核外电子排布；元素电离能、电负性的含义及应用；判断简单分子或离子的构型；配合物的成键情况；晶胞的计算
【解析】【解答】（1）S为16号元素，基态原子电子排布式为1s2s22p63s23p4，则价层电子排布式为3s23p4，故答案为：3s23p4；
（2）原子半径越大，原子核对电子的吸引力越弱，第一电离能越强，原子半径越小，原子核对电子的吸引力越强，第一电离能越弱，故答案为： ，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）S2O32-中，中心S孤对电子为0，周围连接4个原子，为sp3杂化，形成四面体；
（4）结合实验过程，可知过程i为Na232SO3和35S反应，35S取代了SO42-中的O，而过程ii生成的Ag2S，S2-来自于35S，则过程ii产物为Ag235S和Na232SO4，故答案为： 和 ；
（5） 占据晶胞的顶点和棱心、面心和体心，其个数为；S2O32-占据晶胞的体心，个数为4，即晶胞中有4个 和4个S2O32-， 摩尔质量为Mg·mol-1，晶胞体积，则晶胞密度，故答案为：4； ；
（6）中心S没有孤对电子，不能作为配位原子，端基S含有孤对电子，可以作为配位原子，故答案为： 中的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，不能做配位原子；端基原子含有孤电子对，能做配位原子。
【分析】（1）基态原子核外电子排布式可以结合元素原子序数判断；
（2）电子层数越多，半径越大，同主族元素，从上到下第一电离能减小；
（3）杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，周围原子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，周围原子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，周围原子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，周围原子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，周围原子数=2，为V形；
（4）根据产物中原子的来源，判断相应硫原子的质量数；
（5）均摊法计算时，顶点占据，棱心占据，面心占据，体心占据1；密度；
（6）中心原子孤电子对数=。
21．【答案】（1）；
（2）
（3）sp杂化、sp2杂化；3
（4）8；4
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）由电子式为可推知电子式为，氧氧三键中含两个π键，1 mol 中含有π键数目为；
故答案为：；；
（2）Cu元素原子序数29，核外29个电子，Cu＋由Cu原子失去1个电子而得到，故基态核外电子排布式为；
故答案为：；
（3）丙烯腈分子中碳碳双键为sp2杂化，—C≡N键为sp杂化，其分子中有一个三键，三键为直线形，与之直接相连的原子共线，故共键的原子为C-C≡N即3个原子共线；
故答案为：sp杂化、sp2杂化；3；
（4）由晶胞图知位于面心和顶点，根据均摊法，中含有2个C原子，晶胞中的碳原子个数为的两倍，为2×(8×+6×)=8；由晶体结构可知CaC2晶体中1个Ca2＋周围距离最近的数目不是6个而是4个，因为哑铃形只向一个方向拉长，此方向上的两个与Ca2＋距离不是最近，所以最近且等距的有4个；
故答案为：8 ；4。
【分析】（1）等电子体的结构相似；依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；
（2）依据构造原理分析；
（3）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；三键为直线形；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
22．【答案】（1）sp2；4；；
（2）
（3）6
（4）离子键、共价键；
（5）脱嵌过程中Al不会变价，Li+不能完全脱嵌
【知识点】晶胞的计算；极性键和非极性键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）石墨中，每个碳原子形成3个σ键，无孤电子对，碳原子的杂化方式为sp2，基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，电子占用4个原子轨道，电子的空间运动状态有4种，D在三方晶系底面上，原子的分数坐标为 ，E在六方晶系的内部，根据图示E原子的分数坐标为 。
（2）根据均摊原则，1个晶胞中含有4个C原子，C-C键长为0.142nm，则底面积为，六方石墨晶胞的体积为 ，六方石墨晶体的密度为。
（3）根据均摊原则，1个三方石墨晶胞中碳原子的个数为
（4）Li + 嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的堆积结构发生改变，形成化学式为LiC 6 的嵌入化合物，可见该物质中存在的化学键有，Li + 与相邻石墨环形成的离子键、碳与碳形成的共价键；充电时由形成，充电时的电极反应式为
（5）Ni的氧化数有+2、+3、+4，而Al的氧化数只有+3，如果Ni被氧化到+4价态，Li+可以完全脱嵌，形成NiO2，但有Al3+存在，必须有Li+形成电中性物质，所以用铝取代部分镍形成可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用。
【分析】（1）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；核外电子排布有多少个轨道，电子就有多少种空间运动状态；
（2）（3）根据均摊原则计算；
（4）依据图中粒子及粒子间作用力分析；充电时，阳极元素化合价升高，发生氧化反应；阴极元素化合价降低，发生还原反应；
（5）依据电中性分析。
23．【答案】（1）；Cr
（2）；杂化
（3）<；分子间可以形成氢键
（4）4；
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）Ga为第四周期第IIIA族的元素，所以价层电子排布为：，与其同周期的未成对电子数最多的为，该元素为Cr。
（2）根据原子守恒，生成物为，另外一种产物为，所以化学方程式为：；甲烷为正四面体形结构，所以中心原子的杂化方式为：杂化；
（3）AsH3和NH3均为分子晶体，由于NH3分子间存在氢键，所以沸点AsH3
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）根据原子守恒分析；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
（3）分子间含有氢键，熔沸点较高；氢键是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
24．【答案】（1）Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3
（2）为了使砷完全沉淀
（3）3Cu(AsO2)2+ 3SO2 +6H2O=Cu3(SO3)2 ·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4
（4）2Cu3(SO3)2·2H2O+4H+ + 3O2=6Cu2+ +4 +6H2O
（5）终点pH值为8，PFS用量为4或
（6）96%
（7）
【知识点】晶胞的计算；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）由分析可知，滤渣a的成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3。
（2）“沉淀”时，为了使砷完全沉淀，CuSO4溶液必须过量。
（3）“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2反应生成Cu3(SO3)22H2O、HAsO2和H2SO4，化学方程式为3Cu(AsO2)2+ 3SO2 +6H2O=Cu3(SO3)2 ·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4。
（4）Cu3(SO3)22H2O (不溶于水)“氧化”时和O2、H2SO4溶液反应得到CuSO4溶液，O元素由0价下降到-2价，S元素由+4价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2Cu3(SO3)2·2H2O+4H+ + 3O2=6Cu2+ +4 +6H2O。
（5）PFS除砷时，去除率最高时的条件是终点pH值为8，PFS用量为4或。
（6）当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L含砷废水，根据As守恒，理论上生成As2O3的质量为495g，As元素的回收率为 =96%。
（7）由晶胞结构可知，每个晶胞含有8=4个Ga和4个As，则砷化镓晶体密度为。
【分析】 加入氢氧化钠中和至pH=6，Fe3+、Cu2+、Bi2+均沉淀，则滤渣a为 Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3，加过量硫酸铜沉砷得到Cu3(AsO3)2沉淀，通入二氧化硫和水发生反应Cu3(AsO3)2+6H2O+3SO2=2H3AsO3+H2SO4+Cu3(SO3)2 2H2O，Cu3(SO3)2 2H2O氧化生成A为CuSO4，可循环使用，H3AsO3溶液蒸发浓缩、冷却结晶、干燥得到As2O3。
25．【答案】（1）第六周期VIII族
（2）；1
（3）sp2、sp3；4
（4）Fe
【解析】【解答】（1）由铂原子的电子排布式可知，铂元素位于元素周期表第六周期VIII族，故答案为：第六周期VIII族；
（2）砷元素的原子序数为33，价电子排布式为4s24p3，价电子排布图为；镓元素的原子序数为31，价电子排布式为4s24p，1，则镓原子核外有1个不成对电子，故答案为：；1；
（3）由阴离子的结构可知，形成4个单键的硼原子的杂化方式为sp3杂化、形成三个单键的硼原子的杂化方式为sp2杂化；阴离子是左右对称的结构，离子中共有4种不同化学环境的氧原子，故答案为：sp2、sp3；4；
（4）①非金属元素的电负性大于金属元素，金属元素的金属性越强，电负性越小，则CuFeS2中各元素电负性数值从小到大的顺序为Fe
【分析】（1）依据原子的电子排布式分析；
（2）依据构造原理分析；
（3）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；依据物质的结构判断；
（4）①非金属元素的电负性大于金属元素，金属元素的金属性越强，电负性越小；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
②根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
26．【答案】（1）促进硫铜矿被溶解，将铁元素氧化成
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）；
【知识点】晶胞的计算；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）氧气具有氧化性，“酸浸”时，富氧空气的作用为：促进硫铜矿被溶解，将铁元素氧化成；
（2）“酸浸”时，CuS和硫酸、氧气反应生成硫酸铜、硫单质和水，化学方程式为；
（3）用氨水调pH时，要求铁离子完全沉淀而铜离子不沉淀，故溶液的范围调整为；
（4）二氧化硫具有还原性，能将铜离子转化为一价铜、自身被氧化为硫酸根离子，滤液加入氯化钠、盐酸、二氧化硫生成氯化亚铜和硫酸，反应为；
（5）铁离子和氯化亚铜反应生成亚铁离子和铜离子，铜元素化合价由+1变为+2，结合反应，根据电子守恒可知，，则样品中CuCl的质量分数为
（6）①图中原子的坐标参数：A为，B为，则C在x、y、z轴的投影分别为、、，故C的坐标参数为。
②与最短的距离是体对角线的四分之一，故为nm。
【分析】硫铜矿加入硫酸酸浸，通入富氧空气氧化，得到硫酸铁、硫酸铜混合溶液，同时得到硫单质沉淀，则滤渣1为S，通入氨气条件pH，将铁沉淀，则滤渣2为氢氧化铁，滤液中加入NaCl、盐酸和二氧化硫发生反应，得到CuCl沉淀，过滤、洗涤、干燥得到CuCl。
27．【答案】（1）
（2）；5.2≤pH＜8.8；
（3）
（4）；
【知识点】晶胞的计算；制备实验方案的设计
【解析】【解答】（1）根据以上分析可知，“焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为；
（2）二氧化锰具有氧化性，可以氧化亚铁离子，而二氧化锰被还原为锰离子，反应的离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O；根据题干信息知pH在5.2时Al3+沉淀完全，pH在8.8时，Mn2+开始沉淀，所以将Fe3+、Al3+沉淀完全，可以调整pH范围在5.2≤pH<8.8；根据 的溶度积计算得：c2(F-)= ，c(Mg2+)= mol/L；
（3）流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl；
（4）根据“均摊法”，晶胞中含个Zn、个Mn、1个N，则化学式为ZnMn3N；若该晶体的密度为，设相邻N之间的最短距离为anm，此距离即为晶胞边长参数anm，则晶体密度为，。
【分析】 菱锰矿的主要成分为MnCO3，加入氯化铵焙烧，发生反应，酸浸后其中Fe、Al、Ca、Mg等元素溶解生成Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，浸出液含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+，结合表中离子的沉淀pH及信息可知，加入MnO2将Fe2+氧化为Fe3+，再加氨水调节溶液的pH将Al3+、Fe3+变为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀除去，然后加入NH4F将Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2沉淀除去，净化液主要溶质主要为MnCl2、NH4Cl，加入碳酸氢铵发生反应生成MnCO3，碳化结晶，过滤，滤饼干燥后得到MnCO3，滤液为NH4Cl溶液，蒸发结晶得到NH4Cl固体，可循环使用。
28．【答案】（1）7；3d104s1
（2）大于；二者都为金属晶体且价电子数相同，但Cu的原子半径比Ag的小，故Cu金属键强，熔点更高
（3）10NA；吡咯分子间存在氢键，而环戊二烯分子间没有氢键；sp2杂化；
（4）Cu3AuH4；
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）基态铜原子有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种能量不同的电子，基态铜原子的价层电子为其3d、4s能级上的电子，其价层电子排布式为：3d104s1。故答案为：7；3d104s1；
（2）熔点Cu大于 Ag，原因是二者都为金属晶体且价电子数相同，但Cu的原子半径比Ag的小，故Cu金属键强，熔点更高。故答案为：大于；二者都为金属晶体且价电子数相同，但Cu的原子半径比Ag的小，故Cu金属键强，熔点更高；
（3）①每个吡咯有4个碳原子，每个碳原子有碳氢键（4个），碳碳之间（3个）、碳氮（2个）、氮和氢（1个）之间有σ键，1mol吡咯中含有的σ键数为10NA，吡咯熔点远高于环戊二烯， 主要原因是吡咯分子间存在氢键，而环戊二烯分子间没有氢键。故答案为：10NA；吡咯分子间存在氢键，而环戊二烯分子间没有氢键；
②已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，吡咯中C、N原子价层电子对数均为3，则吡咯分子中N的杂化方式为sp2杂化。该分子中的大π键有四个碳原子和一个氮原子，每个碳有一个单电子，氮有两个电子，吡咯中的大π键可表示为。故答案为：sp2杂化；；
（4）立方晶胞中，顶点粒子占，面心粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中，Au有8×=1个，Cu有6×=3个，H有4个，所以晶体化学式为Cu3AuH4，若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，1mol晶胞内储存4molH，则储存则该储氢材料的储氢能力为== =，故答案为：Cu3AuH4；。
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）金属晶体原子半径越小，电荷越多，金属键越强，熔点越高；
（3）①依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键；分子间含有氢键，熔沸点较高；
②依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
29．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2）＞；因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4多1个；＜
（3）[Cu(H2O)4]SO4·H2O；V形；sp3杂化；O＞S＞H；B
（4）（0.5，0，0.5）；
【知识点】原子结构的构造原理；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）铜的原子序数是29，基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；
（2）①由于HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4多1个，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3＞H3PO4。
②P与N的氢化物空间构型相似，均是三角锥形，但氮元素的电负性强于磷元素，共用电子对偏向氮元素，排斥力增大，所以PH3键角＜NH3键角。
（3）胆矾(CuSO4·5H2O)为蓝色晶体，由于配位数是4，则将其改写成配合物形式的化学式可书写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O。其中配体水的分子构型为V形，阴离子的中心原子硫原子杂化类型为sp3杂化，非金属性越强，电负性越大，则S、O、H三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞S＞H，胆矾晶体中包含的作用力有离子键、共价键、配位键和氢键，不包含的作用力为金属键，故答案为：B。
（4）已知原子O、A的分数坐标为(0，0，0)和(1，1，1)，则原子B的分数坐标为（0.5，0，0.5），晶胞中铜原子的个数是，镍原子的个数是，若该晶体密度为dg·cm-3，则晶胞体积为，边长为，铜镍原子间最短距离为面对角线的一半，即为pm。
【分析】（1）依据构造原理分析；
（2）①分子结构中含非羟基氧原子数越多，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强；
②原子的电负性大，对孤电子对、成键电子对的吸引力强，电子对更靠近中心原子，相互之间的排斥作用更大，键角更大；
（3）依据铜盐配合物分析；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型，确定杂化类型；非金属性越强，电负性越大；
（4）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
30．【答案】（1）D
（2）适当升高温度、增加氢氧化钠浓度（答案合理即可）；
（3）H2O2
（4）热水；2.22
（5）正四面体；LiCl为离子晶体，分子晶体，离子晶体熔化破坏的是离子键，分子晶体熔化破坏的是分子间作用力，离子晶体熔点比分子晶体熔点高，所以两者的熔点相差很大
（6）LiC6；
【知识点】晶胞的计算；物质的分离与提纯
【解析】【解答】（1）A．废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，可能导致过电等现象，造成人生命安全危险事故，A正确；
B．放电过程为原电池原理，电解质溶液中阳离子移向正极，即锂离子电池预放电时电池中的锂离子移向正极，B正确；
C．有机物熔沸点较低、大多数易燃，碳粉可燃，可知热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物等，C正确；
D．锂离子电池即使不含汞、镉、铅等有毒重金属，但里面有多种化学物质，因此不可用普通垃圾处理方法处理，否则会导致产生土壤污染、水污染，D不正确；
故答案为：D；
（2）过程Ⅰ为粉碎处理，为加快过程Ⅱ的反应速率，还可以采用的措施有适当升高温度、增加氢氧化钠浓度等措施；过程Ⅱ中足量NaOH溶液是为了溶解铝，其离子方程式为：；
（3）实验2生成的氯气会污染空气，增加了酸和氧化剂的用量，实验1与实验3相比，Li+的浸出率较高的是H2O2，所以最终选择H2O2作为氧化剂，故答案为：H2O2；
（4）在水中的溶解度不大，且溶解度随温度升高而减小，所以洗涤碳酸锂粗品时，为了使晶体更快析出，需用热水洗涤；
，滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率达到95.0%，则混合后滤液中c(Li+)==0.1mol/L，滤液③中c(CO)=mol/L=0.16mol/L，根据平衡思想可知，消耗锂离子的碳酸根离子浓度为=0.95mol/L，所以反应前碳酸钠离子浓度为0.16mol/L+0.95mol/L=1.11mol/L，因为是等体积混合，忽略反应前后溶液体积变化，所以加入的碳酸钠浓度应为=2.22mol/L，故答案为：2.22mol/L；
（5）的价层电子对数为4，孤电子对数为=0，所以其分子的空间结构为正四面体；LiCl为离子晶体，分子晶体，离子晶体熔化破坏的是离子键，分子晶体熔化破坏的是分子间作用力，离子晶体熔点比分子晶体熔点高，所以两者的熔点相差很大；
（6）由图可知，Li原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为LiC6；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3×142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式，解得。
【分析】（1）D．锂离子电池里面有多种化学物质，不可用普通垃圾处理方法处理，否则会导致产生土壤污染、水污染，其它选项合理；
（2）依据影响反应速率的因素分析；依据铝的性质判断；
（3）依据表中的数据分析；
（4）依据溶解度分析；利用Ksp计算；
（5）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；熔点由高到低的顺一般为原子晶体>离子晶体>分子晶体；
（6）根据晶胞结构及晶胞的均摊法计算。
