Question

【題目】黃銅礦是工業煉銅的原料，含有的主要元素是硫、鐵、銅，請回答下列問題。

（l）基態硫原子中核外電子有____種空間運動狀態。Fe2+的電子排布式是 ___。

（2）液態SO2可發生白偶電離2SO2=SO2++SO32-，SO32-的空間構型是 ___，與SO2+互為等電子體的分子有____（填化學式，任寫一種）。

（3）CuCl熔點為426℃，融化時幾乎不導電，CuF的熔點為908℃，沸點1100℃，都是銅（I）的鹵化物，熔沸點相差這么大的原因是 ___。

（4）乙硫醇（C2H5SH）是一種重要的合成中間體，分子中硫原子的雜化形式是____。乙硫醇的沸點比乙醇的沸點____（填“高”或“低”），原因是____。

（5）黃銅礦主要成分X的晶胞結構及晶胞參數如圖所示，X的化學式是 ___，其密度為 ___g／cm3（阿伏加德羅常數的值用NA表示）。

Answer 1

【答案】16 1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6) 三角錐形 N2或CO CuCl為分子晶體，CuF為離子晶體，離子晶體的熔沸點比分子晶體高 sp3 低 乙醇分子間有氫鍵，而乙硫醇沒有 CuFeS2

【解析】

（1）硫元素為16號元素，核外有16個電子，9個軌道；鐵為26號元素，核外有26個電子，失去最外層的2個電子變成Fe2+；

（2）根據SO32-的雜化方式為sp3確定它的空間結構，由等電子體定義確定SO2+的等電子體的分子；

（3）根據兩種晶體的性質確定晶體類型；

（4）根據乙硫醇中硫原子的成鍵特點判斷雜化方式，乙醇分子里有氧，可以形成氫鍵導致沸點比較高；

（5）根據晶胞結構中Cu、Fe、S原子個數計算出化學式，再由有關公式寫出晶胞密度的表達式；

根據以上分析進行解答。

（1）基態原子核外有多少個軌道就有多少個空間運動狀態。硫原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p4，故硫原子1+1+3+1+3=9個軌道，所以基態硫原子中核外電子有9種空間運動狀態；Fe是26號元素，核外有26個電子，鐵原子失去最外層的兩個電子變成Fe2+，Fe2+的電子排布式是1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)。

答案為：9；1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)。

（2）SO32-離子中的硫原子有三個化學鍵，一對孤對電子，屬于sp3雜化，空間構型為三角錐形；SO2+有兩個原子，總價電子數為10，與SO2+互為等電子體的分子有N2、CO等。

答案為：三角錐形；N2或CO。

（3）由題知CuCl熔點為426℃，融化時幾乎不導電，可以確定CuCl為分子晶體，熔沸點比較低，CuF的熔點為908℃，沸點1100℃，確定CuF為離子晶體，熔沸點比較高。

答案為：CuCl為分子晶體，CuF為離子晶體，離子晶體的熔沸點比分子晶體高。

（4）乙硫醇（C2H5SH）里的S除了共用的兩對電子外還有兩對孤對電子要參與雜化，所以形成的是sp3雜化，乙醇里有電負性較強的氧原子，分子間可以形成氫鍵，沸點比乙硫醇的沸點高。

答案：sp3；低；乙醇分子間有氫鍵，而乙硫醇沒有。

（5）對晶胞結構分析可知，晶胞中的Cu原子數目=8+4+1=4，Fe原子數目=6+4=4，S原子數目為8， X的化學式中原子個數比為：Cu:Fe:S=1:1:2，所以X的化學式為：CuFeS2。

由圖可知晶胞內共含4個“CuFeS2”，據此計算：晶胞的質量=4= ，晶胞的體積V=anmanmbnm=a2b10-21cm3，所以晶胞的密度== 。

答案為：CuFeS2； 。