题目内容
【题目】硫酸铜晶体,俗称蓝矾、胆矾,具有催吐,祛腐,解毒。取5.0 g胆矾样品逐渐升高温度使其分解,分解过程的热重如下表。回答下列问题:
温度范围/℃ | 固体质量/g |
258~680 | 3.20 |
680~1000 | 1.60 |
1000以上 | 1.44 |
(1)测定蓝矾属于晶体的物理方法是____________。其中SO42-中S原子的轨道杂化形式是____________;H2O的空间构型是__________________。
(2)将硫酸铜晶体加热到258~680℃生成的物质A,A是__________(化学式);A溶于水配成溶液,加入氨水,观察到的现象是_____________________________________________;最终得到溶液中的含铜元素的离子是_________________(化学式),该离子含有的化学键类型有___________________。
(3)将硫酸铜晶体加热到1000℃以上生成的物质C,在C中的铜的离子的基态电子排布式是____________;
(4)如图是硫酸铜晶体分解得到一定温度的产物的晶胞(白球和黑球代表不同的原子)。
①该温度是_______________。
②铜原子的配位数是_______________。
③已知该晶体的密度为dg·cm-3,则晶胞参数是_________________pm。
【答案】
(1)X-射线衍射;sp3;V形
(2)CuSO4;首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;[Cu(NH3)4]2+,配位键、极性键
(3)[Ar]3d10
(4)①1000℃以上②2③×1010
【解析】
试题分析:(1)测定蓝矾属于晶体的物理方法是X-射线衍射。其中SO42-中S原子价层电子对数=4+(6+2-4×2)=4,采取sp3杂化;H2O中O原子价层电子对数=2+(6-2×1)=4, 采取sp3杂化,空间构型为V形,故答案为:X-射线衍射;sp3;V形;
(2)在5g胆矾中含有的结晶水的质量为5g×=1.8g=5g-3.2g,A是硫酸铜;A溶于水配成溶液,加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;最终得到溶液中形成铜氨络离子,该离子含有的化学键类型有配位键、极性共价键,故答案为:CuSO4;首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色溶液;[Cu(NH3)4]2+,配位键、极性键;
(3) 5g胆矾中含有的铜元素的质量为5g×=1.28g,将硫酸铜晶体加热到1000℃以上生成的物质C中含有氧元素的质量为1.44g-1.28g=0.16g,二者物质的量之比为0.02mol:0.01mol=2:1,为Cu2O,铜元素显+1价,+1价铜离子的基态电子排布式是[Ar]3d10,故答案为:[Ar]3d10;
(4)①白球的个数为8×+1=2,黑球的个数为4,个数比为1:2,为Cu2O,该温度是1000℃以上,故答案为:1000℃以上;
②黑球表示铜原子,白球表示O原子,氧原子的配位数是4,则铜原子的配位数是2,故答案为,2;
③设晶胞的边长为x,1mol晶胞的质量为288g,则x3×NA×dg·cm-3=288g,解得x=cm=×1010 pm, 故答案为:×1010。