题目内容
【题目】Cu、Zn及其化合物在生产、生活中有着重要作用。
（1）Cu、Zn在周期表中__区，焰色反应时Cu的4s电子会跃迁至4p轨道，写出Cu的激发态电子排布式_。
（2）分别向CuSO4、MgSO4溶液加氨水至过量，前者为深蓝色溶液，后者为白色沉淀。
①NH3与Cu2+形成配合物的能力大于Mg2+的原因是__。
②溶液中的水存在H3O+、H5O2+等微粒形式，H5O2+可看作是H3O+与H2O通过氢键形成的离子，则H5O2+的结构式是__。
（3）Zn的某种化合物M是很好的补锌剂，结构式如图：
①1molM含有的σ键的数目为__。
②常见含N的配体有H2NCH2COO-、NH3、N3-等，NH3的分子空间构型为__，N3-的中心N原子杂化方式为__。
③M在人体内吸收率高的原因可能是锌形成螯合物后，电荷__（填“变多”“变少”或“不变”），可在消化道内维持良好的稳定性。
（4）卤化锌的熔点如表：
卤化锌/ZnX2 | ZnF2 | ZnCl2 | ZnBr2 | ZnI2 |
熔点/℃ | 872 | 283 | 394 | 445 |
则ZnX2熔点如表变化的原因是__。
（5）Zn的某种硫化物的晶胞如图所示。已知晶体密度为dgcm-3，且S2-、Zn2+相切，则Zn2+与S2+的核间距为__nm（写计算表达式）。
【答案】ds [Ar]3d104p1或1s22s22p63s23p63d104p1 由于Cu2+对配体NH3的孤电子对吸引力大（或电子云重叠大），配位键强；（或铜离子形成配位键能获得额外稳定能，形成的配位键更稳定）；或路易斯软硬酸碱理论，铜离子是软酸，氨分子是软碱 
20NA 三角锥型 sp杂化 变少 晶体类型不同，ZnF2为离子晶体、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子晶体，需要破坏的离子键强度大于分子间作用力 
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×107
【解析】
（1）Cu为29号元素，位于周期表中第4周期第ⅠB族，为ds区元素，Zn在周期表中位于第4周期ⅡB族，属于ds区元素，Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，则Cu的激发态电子排布式为：[Ar]3d104p1或1s22s22p63s23p63d104p1，故答案为：ds；[Ar]3d104p1或1s22s22p63s23p63d104p1；
（2）①由于Cu2+对配体NH3的孤电子对吸引力大（或电子云重叠大），配位键强。（或由于姜泰勒效应（畸变效应）铜离子形成配位键能获得额外稳定能，形成的配位键更稳定；或路易斯软硬酸碱理论，铜离子是软酸，氨分子是软碱，故答案为：由于Cu2+对配体NH3的孤电子对吸引力大（或电子云重叠大），配位键强；（或铜离子形成配位键能获得额外稳定能，形成的配位键更稳定）；或路易斯软硬酸碱理论，铜离子是软酸，氨分子是软碱，
②H5O2+可看作是H3O+与H2O通过氢键形成的离子，结构式为：，故答案为：；
（3）①1个M中含有20个σ键，则M中含有20NA个σ键，故答案为：20NA；
②NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，孤对电子对成键电子的排斥作用较强，N-H之间的键角小于109°28′，所以氨气分子空间构型是三角锥形；N3-与CO2或CS2或N2O互为等电子体，故中心N原子杂化方式为sp杂化；N3-中N原子价层电子对个数都是2，根据价层电子对互斥理论判断N原子的杂化轨道类型，N原子采用sp杂化，故答案为：三角锥型；sp杂化；
③M在人体内吸收率高的原因可能是锌形成螯合物后，电荷变少，可在消化道内维持良好的稳定性，故答案为：变少；
（4）由表中熔点数据可知，ZnF2与其他三种的晶体类型不同。ZnF2为离子晶体、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子晶体，离子键的键能大于分子间作用力，故ZnF2的熔点远高于其它三种卤化锌，故答案为：晶体类型不同，ZnF2为离子晶体、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子晶体，需要破坏的离子键强度大于分子间作用力；
（5）该晶胞中S2-个数为4、Zn2+个数=8×
+6×
=4，则S2-、Zn2+个数之比=4：4=1：1，该晶胞棱长=
，若要使S2-、Zn2+相切，则其体对角线长度为2个锌离子直径与2个硫离子直径之和，其体对角线长度=
。S2-半径与Zn2+半径之和=
，即Zn2+与S2+的核间距为
=
nm；
故答案为：。
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【题目】FeSO4溶液放置在空气中容易变质，因此为了方便使用Fe2+，实验室中常保存硫酸亚铁铵晶体[俗称“摩尔盐”，化学式为(NH4)2Fe(SO4)26H2O]，它比绿矾或绿矾溶液更稳定。
I．某兴趣小组设计实验制备硫酸亚铁铵晶体。
本实验中，配制溶液以及后续使用到的蒸馏水都经过煮沸、冷却后再使用。向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过操作_______、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥后得到一种浅蓝绿色的晶体。
II．实验探究影响溶液中Fe2+稳定性的因素
(1)配制0.8 mol/L的FeSO4溶液（pH=4.5）和0.8 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液（pH=4.0），各取2 mL上述溶液于两支试管中，刚开始两种溶液都是浅绿色，分别同时滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液，15min后观察可见：(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液，FeSO4溶液则出现淡黄色浑浊。
（资料1）
沉淀 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀 pH | 7.6 | 2.7 |
完全沉淀 pH | 9.6 | 3.7 |
①请用离子方程式解释FeSO4溶液产生淡黄色浑浊的原因___________________。
②讨论影响Fe2+稳定性的因素，小组同学提出以下3种假设：
假设1：其他条件相同时，NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好。
假设2：其他条件相同时，在一定 pH范围内，溶液 pH越小Fe2+稳定性越好。
假设3：__________________________________________________。
(2)小组同学用如图装置（G为灵敏电流计），滴入适量的硫酸溶液分别控制溶液A（0.2 mol/L NaCl）和溶液B（0.1mol/L FeSO4）为不同的 pH，观察记录电流计读数，对假设2进行实验研究，实验结果如下表所示。
序号 | A 0.2mol/LNaCl | B 0.1mol/LFeSO4 | 电流计读数 |
实验1 | pH=1 | pH=5 | 8.4 |
实验2 | pH=1 | pH=1 | 6.5 |
实验3 | pH=6 | pH=5 | 7.8 |
实验4 | pH=6 | pH=1 | 5.5 |
（资料2）原电池装置中，其他条件相同时，负极反应物的还原性越强或正极反应物的氧化性越强，该原电池的电流越大。
（资料3）常温下，0.1mol/LpH=1的FeSO4溶液比pH=5的FeSO4溶液稳定性更好。
根据以上实验结果和资料信息，经小组讨论可以得出以下结论：
①U型管中左池的电极反应式_________________。
②对比实验1和2（或3和4），在一定pH范围内，可得出的结论为______ 。
③对比实验_____和_____ 还可得出在一定 pH范围内，溶液酸碱性变化是对O2氧化性强弱的影响因素。
④对（资料3）实验事实的解释为____________________。
