Question

【題目】鋅是人體必需的微量元素，明朝《天工開物》中有世界上最早的關于煉鋅技術的記載。回答下列問題：

(1)基態Zn原子的價電子排布式為____________，在周期表中位置為________________。

(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。

①組成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除H外其余元素的第一電離能由大到小排序為________________________。

②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液，未出現渾濁，其原因是___________________________。

③已知[Zn(NH3)4]2＋的空間構型與SO42-相同，則在[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋的雜化類型為________。

④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶體中存在的有________。

A．離子鍵 　B．極性共價鍵　C．非極性共價鍵

D．配位鍵　E．范德華力　　F．金屬鍵

(3)ZnS晶胞結構如圖(已知a為硫離子，b為鋅離子)所示，ZnS晶體的熔點約為1 700 ℃。

①已知晶體密度為ρ g·cm－3，NA為阿伏加德羅常數的值。則1個ZnS晶胞的體積為________cm3。

②ZnO與ZnS結構相似，熔點為1 975 ℃，其熔點較高的原因是_____________________________。

Answer 1

【答案】3d104s2 第四周期ⅡB族 N>O>S>Zn [Zn(NH3)4]2＋難電離，溶液中Zn2＋濃度很小，無法產生沉淀 sp3 ABD O2－的半徑比S2－的小，ZnO晶體的晶格能較大

【解析】

(1)基態Zn原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，由此可確定基態Zn原子的價電子排布式和其在周期表中位置。

(2)①一般情況下，元素的非金屬性越強，第一電離能越大，但N的2p軌道半充滿，處于較穩定狀態，所以第一電離能出現反常，其第一電離能比O大；Zn為金屬，其第一電離能比非金屬小。②[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2+與NH3結合力強，難以發生電離，所以溶液中Zn2＋濃度很小，無法產生沉淀。③[Zn(NH3)4]2＋的空間構型為正四面體，由此可確定Zn2＋的雜化類型。④[Zn(NH3)4]SO4中含有離子鍵、極性共價鍵、配位鍵。(3) 由題圖知，一個ZnS晶胞中含有4個Zn2＋，含S2－的個數為8×＋6×＝4，1個ZnS晶胞的質量為 g，由此可求出1個ZnS晶胞的體積。②O2－的半徑比S2－的小，故ZnO晶體的晶格能較大。

(1)基態Zn原子的價電子排布式為3d104s2，在周期表中位置為第四周期ⅡB族。答案為：3d104s2；第四周期ⅡB族；

(2)①一般情況下，元素的非金屬性越強，第一電離能越大，但N的2p軌道半充滿，處于較穩定狀態，所以第一電離能出現反常，其第一電離能比O大；Zn為金屬，其第一電離能比非金屬小，故N、O、S、Zn的第一電離能由大到小的順序為N>O>S>Zn。答案為：N>O>S>Zn；

②[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2+與NH3結合力強，難以發生電離，所以溶液中Zn2＋濃度很小，無法產生沉淀。答案為：[Zn(NH3)4]2＋難電離，溶液中Zn2＋濃度很小，無法產生沉淀；

③[Zn(NH3)4]2＋的空間構型為正四面體，Zn2＋的雜化類型為sp3雜化。答案為：sp3；

④[Zn(NH3)4]SO4中含有離子鍵、極性共價鍵、配位鍵。答案為：ABD；

(3)①由題圖知，一個ZnS晶胞中含有4個Zn2＋，含S2－的個數為8×＋6×＝4，1個ZnS晶胞的質量為 g，故1個ZnS晶胞的體積為cm3。答案為：；

②O2－的半徑比S2－的小，故ZnO晶體的晶格能較大，熔點較高。答案為：O2－的半徑比S2－的小，ZnO晶體的晶格能較大。