入學考化學問題

麻煩各位高手...感激不盡.....1.NaCl的結晶構造為陰陽離子配位數六.(1)寫出理想的NaCl結構其陽離子半徑(rM)與陰離子半徑(rX)之比值(rM/rX)

如何求出的也一併寫出.(2)請推測BeO與CaO是否為NaCl結構

寫下其理由.2.CoO和MgO都是NaCl結構

其晶格常數分別為0.426nm與0.421nm.CoO與MgO混合以高溫燒成

全組成範圍內皆生成置換型固溶體.(3)以結晶學來說CoO與MgO何者較為穩定.考慮其陰陽離子半徑比回答之.(4)固溶體中的MgO濃度增加

固溶體的熔點與密度會如何變化?寫出你的理由

其中Co

Mg

O原子量分別為58.9

24.3

16.0.3.氧化態物質Ox與還原態物質Red之間的電子得失反應平衡式為Ox ne- è Red

產生電位E

而標準電極電位為E0

各濃度可近似為mol濃度(標為[])時

可表為以下形式(Nerst方程式)E = E0 (RT/nF)ln([Ox]/[Red])此處R為氣體常數(8.31 J mol-1 K-1)

T為絕對溫度

F為法拉第常數(96.5Kc mol-1)

電壓單位為V

T為25℃1).說明使用玻璃電極的Ph meter 動作原理為何??2).Cu2 /Cu系統的E0為0.337V v.s. SHE.浸在含有CU2 離子溶液的銅電極電位為0.25V v.s. SHE時

濃度[Cu2 ]為多少mol L-1??3).H /H2系統的E0為0V v.s. SHE

Cl2/Cl-系統的E0為0V v.s. SHE. [Cl-]=0.5 mol L-1

電解ph=5的食鹽水至少需要幾V??其中氯(Cl2)的濃度為1
陰陽離子配位數是六的結晶構造為立方堆積

其陽離子半徑(rM)與陰離子半徑(rX)之比值

下限為2^0.5-1=0.414(當陰陽離子各佔一個正方型的對角時)

上限約等於0.3^0.5-1

(即最密堆積的下限

陰離子為正三角形的內切圓而陽離子在三個頂點時).陽離子半徑: Be( 2):0.35

Ca( 2):0.99

Co( 2):0.72

Mg( 2):0.66

Na( 1):0.97陰離子半徑: Cl(-1): 1.81

O(-2): 1.32(1) r(Na)/r(Cl)=0.536

符合立方堆積的條件(2) r(Be)/r(O)=0.265

r(Ca)/r(O)=0.545

BeO 不符合立方堆積的條件晶能 = (z^2*e^2/(4*Pi*E0*d))* 晶格常數

其中4*Pi*E0=1.11265*10^-10*c^2

e為基本電荷

z 為電荷數

d為離子間最短距離

即晶能與(晶格常數/d)成正比.(3) CoO與MgO的(晶格常數/d)分別為0.426/(0.72 1.32)=0.209和0.421/(0.66 1.32)=0.213

MgO晶能較大

較為穩定.(4) CoO與MgO單位晶體的密度分別為(58.9 16)/(0.72 1.32)^3=8.82和(24.3 16)/(0.66 1.32)=5.19

如固溶體中的MgO濃度增加

因MgO晶能較大

固溶體的熔點會昇高

而MgO密度較低

固溶體的密度會降低.3.1).玻璃電極的Ph meter是利用因玻璃電極內外溶液中H 離子活度不同所產生的電位差

將電位差的讀數轉成pH值.2). 0.25=0.337 0.0591*log[Cu2 ]

[Cu2 ]=10^-1.472=0.0337 mol/L3).電解的反應式為2H 2e- = H2 E12Cl- = Cl2 2e- E2ph=5的食鹽水

[H ]=10^-5

E1=0 0.0591*log[H ]^2=-0.591[Cl-]=0.5 mol/L

[Cl2]=1

E2=0 0.0591*log(1/[Cl-]^2)=0.0356E1 E2=-0.5554

故至少需要0.556 V.

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