Question

（選考）【化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）CuSO4在活化閃鋅礦（主要成分是ZnS）方面有重要作用，主要是活化過程中生成CuS、Cu2S等一系列銅的硫化物活化組分。

（1）Cu2＋基態(tài)的電子排布式可表示為 ；

（2）SO42－的空間構(gòu)型為 （用文字描述）；中心原子采用的軌道雜化方式是 ；寫出一種與SO42－互為等電子體的分子的化學(xué)式： ；

（3）向CuSO4 溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu （OH）4 ]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu（OH）4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為 ；

（4）資料顯示ZnS為難溶物，在活化過程中，CuSO4能轉(zhuǎn)化為CuS的原因是 。

（5）CuS比CuO的熔點(diǎn) （填高或低），原因是 。

（6）閃鋅礦的主要成分ZnS，晶體結(jié)構(gòu)如下圖所示，其晶胞邊長為540．0 pm，密度為_____（列式并計(jì)算），a位置S2－離子與b位置Zn2＋離子之間的距離為_____pm（列式表示）。

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9） （1分）； （2）正四面體（1分）；sp3（1分）；CCl4或SiCl4 （2分，其他合理答案也得分）；（3）（2分）；

（4）在相同溫度下，Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），或相同溫度下，CuS 比ZnS更難溶。（2分，其他合理答案也得分）； （5）低（1分），CuO晶格能比CuS大（1分，其他合理答案也得分）；

（6）（2分，其他合理答案均得分）；

或或（2分，其他合理答案均得分）

【解析】

試題分析：（1）銅的原子序數(shù)是29，則根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Cu2＋基態(tài)的電子排布式可表示為1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）；

（2）SO42－中S原子不存在孤對(duì)電子對(duì)數(shù)，其價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，則其空間構(gòu)型為正四面體；中心原子采用的軌道雜化方式是sp3；價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)分別等相等的是等電子體，則與SO42－互為等電子體的分子的化學(xué)式可以為CCl4或SiCl4；

（3）向CuSO4 溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu （OH）4 ]2－，該結(jié)構(gòu)中存在配位健，其中氫氧根是配體，則其結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為；

（4）由于在相同溫度下，Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），所以根據(jù)沉淀容易向更難溶的方向轉(zhuǎn)化可知CuSO4能轉(zhuǎn)化為CuS。

（5）氧離子半徑小于硫離子半徑，CuO晶格能比CuS大，所以CuS比CuO的熔點(diǎn)低。

（6）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知晶胞中含有4個(gè)ZnS，晶胞邊長為540．0 pm，則，解得ρ＝。由于鋅離子周圍的4個(gè)硫離子構(gòu)成正四面體，設(shè)a位置S2－離子與b位置Zn2＋離子之間的距離為x，晶胞的面對(duì)角線是。則根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知＝4xsin，解得x ＝pm。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的分析與應(yīng)用