Question

【題目】以黃銅礦（主要成分為鐵、銅、硫三種元素組成的化合物）為基本原料，通過(guò)一系列的冶煉可得到銅、鐵、SO2、SO3、H2SO4等物質(zhì)，回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)鐵原子價(jià)層電子排布式為____________，基態(tài)硫原子的核外電子共有_______種不同的能量。硫元素所在周期的非金屬元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>__________。

（2）SO2、SO3、H2SO4中，硫原子的雜化軌道類型為sp3的物質(zhì)是________，SO2的分子構(gòu)型是____________，屬于非極性分子的氧化物是___________。

（3）在溶液中Cu2+易與水形成［Cu(H2O)6］2+而顯藍(lán)色，向相應(yīng)的溶液中加入足量的氨水可得到［Cu(NH3)4(H2O)2］2+，則［Cu(NH3)4(H2O)2］2+中Cu2+的配位數(shù)是________________，氧銅配位鍵與氮銅配位鍵相比，較穩(wěn)定的是___________________。

（4）氧化銅的熔點(diǎn)為1326℃、沸點(diǎn)為1800℃；氧化亞銅的熔點(diǎn)為1235℃、沸點(diǎn)為1100℃，試解釋導(dǎo)致這種差異最可能的原因是___________。

（5）由鐵、銅、硫形成的某種化合物的晶胞是一個(gè)長(zhǎng)方體，結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為____________。若晶體密度為dg·cm﹣3，則晶胞的高h=_______pm（寫出簡(jiǎn)化后的計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】3d64s2 5 Ar＞Cl＞P＞S＞Si H2SO4 V形 SO3 6 氮銅配位鍵 CuO中的離子鍵強(qiáng)于Cu2O中的離子鍵 CuFeS2

【解析】

（1）鐵是26號(hào)元素，其基態(tài)原子價(jià)層電子排布為：3d64s2。電子的能量是由能層、能級(jí)兩種因素所決定的，基態(tài)硫原子的電子占據(jù)了5個(gè)能層，故其電子共有5種不同的能量。同一周期從左到右，元素的第一電離能逐漸增大，但磷由于3p軌道為半充滿結(jié)構(gòu)，故其第一電離能大于硫，故有Ar＞Cl＞P＞S＞Si。

（2）SO2、SO3、H2SO4三種分子中，硫原子的孤電子對(duì)數(shù)分別為1、0、0，σ鍵鍵數(shù)分別為2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)，故雜化軌道類型分別為sp2、sp2、sp3，SO2分子是V形分子、SO3分子屬于非極性分子。

（3）在[Cu(H2O)6]2+轉(zhuǎn)化為[Cu(NH3)4(H2O)2]2+的過(guò)程中，一部分NH3代替了H2O，故氧銅配位鍵更穩(wěn)定，其中［Cu(NH3)4(H2O)2］2+中Cu2+的配位數(shù)是6。

（4）兩種銅的氧化物均屬于離子晶體，CuO中的銅離子帶兩個(gè)單位的正電荷而Cu2O中的銅離子只帶一個(gè)單位的正電荷，CuO中的離子鍵強(qiáng)于Cu2O中的離子鍵，從而導(dǎo)致其熔點(diǎn)較高。

（5）晶胞中8個(gè)硫原子位于晶胞的內(nèi)部，銅原子有6個(gè)位于面上、4個(gè)位于棱上，銅原子數(shù)目 = 6×+4×=4，鐵原子有4個(gè)位于面上、1個(gè)位于內(nèi)部、8個(gè)位于頂點(diǎn)上，鐵原子數(shù)目 = 4×+1+8×=4，晶體中Cu、Fe、S原子數(shù)目之比 = 4:4:8 = 1:1:2，故該晶體的化學(xué)式為：CuFeS2。一個(gè)晶胞中含有4個(gè)“CuFeS2”，故晶胞質(zhì)量 =，晶胞體積 =，故有，所以h==pm。