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，通過一系列的冶煉可得到銅、鐵、SO2、SO3、H2SO4等物質，回答下列問題：

（1）基態鐵原子價層電子排布式為____________，基態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為__________。

（2）SO2、SO3、H2SO4中，硫原子的雜化軌道類型為sp3的物質是________，SO2的分子構型是____________，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+而顯藍色，向相應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+的配位數是________________，氧銅配位鍵與氮銅配位鍵相比，較穩定的是___________________。

（4）氧化銅的熔點為1326℃、沸點為1800℃；氧化亞銅的熔點為1235℃、沸點為1100℃，試解釋導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長方體，結構如圖所示，則該化合物的化學式為____________。若晶體密度為dg·cm﹣3，則晶胞的高h=_______pm（寫出簡化后的計算式即可）。

Answer 1

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

【解析】

（1）鐵是26號元素，其基態原子價層電子排布為：3d64s2。電子的能量是由能層、能級兩種因素所決定的，基態硫原子的電子占據了5個能層，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軌道為半充滿結構，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，硫原子的孤電子對數分別為1、0、0，σ鍵鍵數分別為2個、3個、4個，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+轉化為[Cu(NH3)4(H2O)2]2+的過程中，一部分NH3代替了H2O，故氧銅配位鍵更穩定，其中［Cu(NH3)4(H2O)2］2+中Cu2+的配位數是6。

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

（5）晶胞中8個硫原子位于晶胞的內部，銅原子有6個位于面上、4個位于棱上，銅原子數目 = 6×+4×=4，鐵原子有4個位于面上、1個位于內部、8個位于頂點上，鐵原子數目 = 4×+1+8×=4，晶體中Cu、Fe、S原子數目之比 = 4:4:8 = 1:1:2，故該晶體的化學式為：CuFeS2。一個晶胞中含有4個“CuFeS2”，故晶胞質量 =，晶胞體積 =，故有，所以h==pm。