Question

【題目】黃銅礦是工業(yè)煉銅的原料，含有的主要元素是硫、鐵、銅，請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（l）基態(tài)硫原子中核外電子有____種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Fe2+的電子排布式是 ___。

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

（3）CuCl熔點(diǎn)為426℃，融化時(shí)幾乎不導(dǎo)電，CuF的熔點(diǎn)為908℃，沸點(diǎn)1100℃，都是銅（I）的鹵化物，熔沸點(diǎn)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(diǎn)比乙醇的沸點(diǎn)____（填“高”或“低”），原因是____。

（5）黃銅礦主要成分X的晶胞結(jié)構(gòu)及晶胞參數(shù)如圖所示，X的化學(xué)式是 ___，其密度為 ___g／cm3（阿伏加德羅常數(shù)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(diǎn)比分子晶體高 sp3 低 乙醇分子間有氫鍵，而乙硫醇沒(méi)有 CuFeS2

【解析】

（1）硫元素為16號(hào)元素，核外有16個(gè)電子，9個(gè)軌道；鐵為26號(hào)元素，核外有26個(gè)電子，失去最外層的2個(gè)電子變成Fe2+；

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

（3）根據(jù)兩種晶體的性質(zhì)確定晶體類型；

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

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)中Cu、Fe、S原子個(gè)數(shù)計(jì)算出化學(xué)式，再由有關(guān)公式寫出晶胞密度的表達(dá)式；

根據(jù)以上分析進(jìn)行解答。

（1）基態(tài)原子核外有多少個(gè)軌道就有多少個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。硫原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p4，故硫原子1+1+3+1+3=9個(gè)軌道，所以基態(tài)硫原子中核外電子有9種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；Fe是26號(hào)元素，核外有26個(gè)電子，鐵原子失去最外層的兩個(gè)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(gè)化學(xué)鍵，一對(duì)孤對(duì)電子，屬于sp3雜化，空間構(gòu)型為三角錐形；SO2+有兩個(gè)原子，總價(jià)電子數(shù)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(diǎn)為426℃，融化時(shí)幾乎不導(dǎo)電，可以確定CuCl為分子晶體，熔沸點(diǎn)比較低，CuF的熔點(diǎn)為908℃，沸點(diǎn)1100℃，確定CuF為離子晶體，熔沸點(diǎn)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(diǎn)比分子晶體高。

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

答案：sp3；低；乙醇分子間有氫鍵，而乙硫醇沒(méi)有。

（5）對(duì)晶胞結(jié)構(gòu)分析可知，晶胞中的Cu原子數(shù)目=8+4+1=4，Fe原子數(shù)目=6+4=4，S原子數(shù)目為8， X的化學(xué)式中原子個(gè)數(shù)比為：Cu:Fe:S=1:1:2，所以X的化學(xué)式為：CuFeS2。

由圖可知晶胞內(nèi)共含4個(gè)“CuFeS2”，據(jù)此計(jì)算：晶胞的質(zhì)量=4= ，晶胞的體積V=anmanmbnm=a2b10-21cm3，所以晶胞的密度== 。

答案為：CuFeS2； 。