题目内容
【题目】黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的主要矿物,在野外很容易被误会为黄金,因此被称为愚人金。回答下列问题:
(1)处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道上,该激发态S原子的核外电子排布式为__。同族元素的氢化物中,H2O比H2Te沸点高的原因是__。
(2)检验Fe2+的试剂有多种,其中之一是铁氰化钾(K3[Fe(CN)6]),又称赤血盐。
①在配合物K3[Fe(CN)6]中,易提供孤电子对的成键原子是__(填元素名称),含有12molσ键的K3[Fe(CN)6]的物质的量为__mol。
②赤血盐中C原子的杂化方式为__;C、N、O三种元素第一电离能由大到小的排序为___;写出与CN-互为等电子体的一种化合物的化学式__。
③Fe、Na、K的晶胞结构相同,但钠的熔点比钾更高,原因是___。
(3)CuFeS2的晶胞结构如图所示。已知:晶胞参数a=0.524nm,c=1.032nm。则CuFeS2的晶胞中每个Cu原子与__个S原子相连,晶体密度ρ=__g·cm-3(列出计算表达式)。
【答案】1s22s22p63s13p5 H2O分子之间存在氢键 碳 1 sp N>O>C CO Na的半径小,形成的金属键键能大,熔点高 4
【解析】
分子间若存在氢键,则分子的沸点较高。在配合物K3[Fe(CN)6]中,中心原子为Fe3+,CN-为配体提供孤对电子,一个叁键中含有一个σ键。根据CuFeS2的晶胞结构图可知,每个铜原子与4个硫原子相连,铜原子位于晶胞的顶点、面和体内,硫原子全部位于体内,铁原子位于和棱上。
(1)基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道上,则该激发态的S原子核外排布式为1s22s22p63s13p5;因为H2O分子之间存在氢键,而H2Te分子之间只有分子间作用力,因此H2O的沸点比H2Te的沸点最高。
(2)①在配合物K3[Fe(CN)6]中,中心原子为Fe3+,CN-为配体,存在6个配位键,易提供孤电子对的成键原子是C,C与N之间为叁键,其中一个键为σ键,故1个K3[Fe(CN)6]中含有12个含有σ键,则含有12molσ键的K3[Fe(CN)6]的物质的量为1mol。
②赤血盐的CN-中C原子价层电子对个数=1+(4+1-1×3)=2,所以采取sp杂化;C、N、O三种元素的第一电离能随核电荷数递增呈增大趋势,但因N的2p轨道为半充满结构,不易失去电子,因此C、N、O三种元素第一电离能由大到小的排序为N>O>C;CN中有两个原子,电子数为14,其互为等电子体的化合物的化学式为CO。
③Fe、Na、K的晶胞结构相同,但钠的熔点比钾更高,是因为Na的半径小,形成的金属键键能大,熔点高。
(3)根据CuFeS2的晶胞结构图可知,每个铜原子与4个硫原子相连;该晶胞中铜原子的个数为,铁原子的个数为
,硫原子的个数为8,因此化学式为CuFeS2,晶体密度ρ=
=
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