Question

3．黃銅礦（CuFeS₂）是煉銅的最主要礦物，在野外很容易被誤會(huì)為黃金，又稱(chēng)愚人金．

（1）火法冶煉黃銅礦的過(guò)程中，利用了Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成Cu單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑．
（2）S位于周期表中ⅥA族，該族元素氫化物中，H₂Te比H₂S沸點(diǎn)高的原因是兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H₂Te相對(duì)分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力更強(qiáng)，H₂O比H₂Te沸點(diǎn)高的原因是兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵．
（3）S有+4和+6兩種價(jià)態(tài)的氧化物，回答下列問(wèn)題：
①下列關(guān)于氣態(tài)SO₃和SO₂的說(shuō)法中，正確的是AD．
A．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目相等             B．都是極性分子
C．中心原子的孤對(duì)電子數(shù)目相等               D．都含有極性鍵
②將純液態(tài)SO₃冷卻到289.8K時(shí)凝固得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如圖1，此固態(tài)SO₃中S原子的雜化軌道類(lèi)型是sp³．
（4）Cu有+1和+2兩種價(jià)態(tài)的化合物，回答下列問(wèn)題：
①Cu⁺的價(jià)層電子排布為3d¹⁰，Cu²⁺有1個(gè)未成對(duì)電子．
②新制的Cu（OH）₂能夠溶解于過(guò)量濃堿溶液中，反應(yīng)的離子方程式是Cu（OH）₂+2OH^-=[Cu（OH）₄]^2-．
（5）CuFeS₂的晶胞如圖2所示，晶胞參數(shù)a=0.524nm，c=1.032nm；CuFeS₂的晶胞中每個(gè)Cu原子與4個(gè)S原子相連，列式計(jì)算晶體密度 ρ=$\frac{4×184g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$ g•cm^-3．

Answer 1

分析 （1）Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成Cu單質(zhì)，還生成二氧化硫；
（2）S的原子結(jié)構(gòu)有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，H₂Te、H₂S中相對(duì)分子質(zhì)量大的沸點(diǎn)高，而水中含氫鍵；
（3）①SO₃中價(jià)電子對(duì)為3，沒(méi)有孤對(duì)電子，為平面三角形；而SO₂中價(jià)電子數(shù)為3，孤對(duì)電子數(shù)為1，為V型；
②圖1中固態(tài)SO₃中S原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵；
（4）①Cu的原子序數(shù)為29，價(jià)電子為3d¹⁰4s¹，Cu²⁺中3d軌道上有9個(gè)電子；
②新制的Cu（OH）₂能夠溶解于過(guò)量濃堿溶液，生成絡(luò)離子；
（5）由面心上Cu與2個(gè)S相連，晶胞中每個(gè)Cu原子與4個(gè)S相連；結(jié)合ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）Cu₂O與Cu₂S反應(yīng)生成Cu單質(zhì)，還生成二氧化硫，反應(yīng)為2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，故答案為：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑；
（2）S的原子結(jié)構(gòu)有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，位于第ⅥA族，H₂Te、H₂S中相對(duì)分子質(zhì)量大的沸點(diǎn)高，則H₂Te沸點(diǎn)高，H₂O比H₂Te沸點(diǎn)高的原因是兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵，
故答案為：ⅥA；兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H₂Te相對(duì)分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力更強(qiáng)；兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵；
（3）①SO₃中價(jià)電子對(duì)為3，沒(méi)有孤對(duì)電子，為平面三角形；而SO₂中價(jià)電子數(shù)為3，孤對(duì)電子數(shù)為1，為V型，則
A．中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目相等，故A正確；             
B．三氧化硫是非極性分子，故B錯(cuò)誤；
C．中心原子的孤對(duì)電子數(shù)目不等，故C錯(cuò)誤；               
D．都含有S與O之間的極性鍵，故D正確；
故答案為：AD；
②圖1中固態(tài)SO₃中S原子形成4個(gè)共價(jià)單鍵，的雜化軌道類(lèi)型是sp³，故答案為：sp³；
（4）①Cu的原子序數(shù)為29，價(jià)電子為3d¹⁰4s¹，Cu⁺的價(jià)層電子排布為3d¹⁰，Cu²⁺中3d軌道上有9個(gè)電子，只有1個(gè)單電子，故答案為：3d¹⁰；1；
②新制的Cu（OH）₂能夠溶解于過(guò)量濃堿溶液，生成絡(luò)離子，反應(yīng)的離子方程式是為Cu（OH）₂+2OH^-=[Cu（OH）₄]^2-，故答案為：Cu（OH）₂+2OH^-=[Cu（OH）₄]^2-；
（5）由面心上Cu與2個(gè)S相連，晶胞中每個(gè)Cu原子與4個(gè)S相連；8個(gè)S均在體內(nèi)，由化學(xué)式為CuFeS₂，則含晶胞質(zhì)量為$\frac{4×184g/mol}{{N}_{A}}$，晶胞參數(shù)a=0.524nm，c=1.032nm，體積為（0.524×10^-7cm）²×1.032×10^-7cm，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×184g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$g•cm^-3，
故答案為：4；$\frac{4×184g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算及雜化等，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，把握物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)及計(jì)算等為解答該題的關(guān)鍵，題目難度較大．