Question

【題目】

黃銅礦是主要的煉銅原料，CuFeS2是其中銅的主要存在形式。回答下列問題：

（1）CuFeS2中存在的化學鍵類型是_______。其組成的三種元素中電負性較強的是 _______。

（2）下列基態原子或離子的價層電子排布圖正確的______。

（3）在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時，有少量臭雞蛋氣味的氣體X產生。

①X分子的立體構型是____，中心原子雜化類型為____，屬于_______（填“極性”或“非極性”）分子。

②X的沸點比水低的主要原因是___________。

（4）CuFeS2與氧氣反應生成SO2，其結構式為，則SO2中共價鍵類型有_________。

（5）四方晶系CuFeS2晶胞結構如圖所示。

①Cu＋的配位數為__________，

②已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA為阿伏加德羅常數的值,CuFeS2晶體的密度是________gcm3(列出計算式)。

Answer 1

【答案】離子鍵 硫（S） CD V形 sp3 極性 水分子間存在氫鍵（答案合理即可） σ鍵和π鍵 4

【解析】

(1)CuFeS2中存在Cu2+、Fe2+和S2-；CuFeS2中硫為非金屬元素，鐵和銅為金屬元素，元素的非金屬性越強，電負性越大；鐵原子價電子為3d64s2，銅原子價電子為3d104s1，基態原子或離子的價層電子排布圖中半滿或全滿為穩定結構；

(2)在較低溫度下CuFeS2與濃硫酸作用時，有少量臭雞蛋氣味的氣體X產生為H2S氣體；

①硫原子和兩個氫原子形成兩個共價鍵，根據H2S屬AX2，價層電子對為4對，VSEPR模型為四面體形，但S原子有2對孤電子對來判斷分子的立體構型，中心原子硫原子雜化方式為sp3雜化，為V性結構，分子具有極性；

②H2S的沸點比水低的主要原因是水分子間形成氫鍵；

(3)二氧化硫為共價化合物，硫原子和兩個氧原子間分別形成一個σ鍵，同時氧原子和硫原子間形成一個4電子離域π鍵；

(4)①四方晶系CuFeS2晶胞結構如圖所示分析可知亞銅離子形成四個共價鍵，硫原子連接兩個亞鐵離子和兩個亞銅離子；

②晶胞中亞鐵離子=8×+4×+1=4，亞銅離子=6×+4×=4，硫離子=8，晶胞內共含4個CuFeS2，a=b=0.524nm，c=1.032nm，則晶體的密度=。

(1)CuFeS2中存在Cu2+、Fe2+和S2-，存在的化學鍵類型為離子鍵；CuFeS2中硫為非金屬元素，鐵和銅為金屬元素，則三種元素中電負性較強的是硫元素；鐵原子價電子為3d64s2，銅原子價電子為3d104s1：A．二價鐵離子是鐵原子失去最外層2個電子形成的陽離子，3d軌道有一個成對電子，4s軌道為空軌道，故A錯誤；B．銅原子價電子為3d104s1 ，軌道表示式不符合，故B錯誤；C．三價鐵離子是鐵原子失去4s兩個電子和3d一個電子，3d軌道上各有一個電子為穩定結構，故C正確；D．亞銅離子是失去4s軌道一個電子形成的陽離子，軌道表示式正確，故D正確；故答案為CD；

(2)①H2S分子中，價層電子對為4對，VSEPR模型為四面體形，價層電子對之間的夾角均為109°28′，但S原子有2對孤電子對，所以分子的構型為V形，中心原子雜化類型為sp3雜化，屬于極性分子；

②H2S的沸點比水低的主要原因是水分子間形成氫鍵；

(3)二氧化硫為共價化合物，硫原子和兩個氧原子間分別形成一個σ鍵，同時氧原子和硫原子間形成一個4電子離域π鍵，SO2中心原子的價層電子對數為3對，共價鍵的類型有：σ鍵和π鍵；

(4)①晶胞結構分析可知，由面心上Cu與2個S相連，晶胞中每個Cu原子與4個S相連，Cu+的配位數為4；

②晶胞中亞鐵離子=8×+4×+1=4，亞銅離子=6×+4×=4，硫離子=8，晶胞內共含4個CuFeS2，a=b=0.524nm，c=1.032nm，則晶體的密度=== gcm3。