题目内容
【题目】黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:
（1）基态Cu原子的价电子排布式为________
（2）从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)____I1(Cu)(填“>“<"或“=”)
（3）血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2+)可用于治疗缺铁性贫血。吡略和血红素的结构如下图:
①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为_______
②1mol吡咯分子中所含的σ键总数为____个。分子中的大π键可用
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡略环中的大π键应表示为_____。
③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。
④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的,则血红蛋白中的Fe2+与O2是通过_____键相结合。
（4）黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2
SO3H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构 型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是____________
（5）用石墨作电极处理黄铜矿可制得硫酸铜溶液和单质硫。石墨的晶体结构如下图所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞中含碳原子数为____个。已知石墨的密度为ρg/cm3,C-C键的键长为rcm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距d=______cm。
【答案】 3d104s1 ＞ sp2 10NA 
CH4＜NH3＜H2O 配位键 V形 SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为+6，S的正电性强于SO(OH)2（或H2SO3）中的S，使羟基中O─H间的共用电子对更易偏向O原子，羟基更容易电离出H+，故酸性H2SO4强于H2SO3 4 
【解析】（1）Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，基态Cu原子的价电子排布式为.3d104s1 ；正确答案：.3d104s1。
2）Cu原子的价电子3d104s1，失去1个电子后，3d10变为全充满状态，结构稳定，所以铜原子易失去1个电子，第一电离能较小；而铁原子价电子为3d64s2，失去1个电子后，不是稳定结构，所以，铁原子不易失去1个电子，第一电离能较大，所以I1(Fe)>I1(Cu)；正确答案：>。
（3）①已知吡咯中的氮原子与其相连的原子均在同一平面内且为平面三角形，则吡咯分子中N原子的杂化类型为sp2 ；正确答案：sp2。
②根据分子结构可知1mol吡咯分子中单键均为σ键，有1个N-Hσ键，4个C-Hσ键、2个C-Nσ键、3个C-Cσ键；所以所含的σ键总数为10 NA ；吡略环分子中形成大π键的原子数4个碳+1个氮=5个；电子数为：氮原子中未参与成键的电子为1对，碳碳原子间除了形成σ键外，还有4个碳分别提供1个电子形成π键，共有电子数为6；所以吡略环中的大π键应表示为
。正确答案：10 NA ； 。
③分子间无氢键，沸点最低；而NH3、H2O分子中均含氢键，由于氧原子的电负性大与氮原子，所以氢键H2O分子间较大，水的沸点最高；因此，三种氢化物的沸点由低到高的顺序为CH4＜NH3＜H2O；正确答案：CH4＜NH3＜H2O。
④Fe2+提供空轨道，O2提供孤电子对，通过配位键相结合；正确答案：配位键。
（4）S基态3s2 3p4，1个3s与2个3p进行sp2杂化，SO2的空间构型为平面三角形；SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为+6，S的正电性强于SO(OH)2（或H2SO3）中的S，使羟基中O─H间的共用电子对更易偏向O原子，羟基更容易电离出H+，故酸性H2SO4强于H2SO3 ；正确答案：平面三角形；SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为+6，S的正电性强于SO(OH)2（或H2SO3）中的S，使羟基中O─H间的共用电子对更易偏向O原子，羟基更容易电离出H+，故酸性H2SO4强于H2SO3 。
（5）石墨的晶胞结构如图所示，设晶胞的底边长为acm，高为hcm，层间距dcm，则h=2d，由图可以看出1个石墨晶胞中含有4个碳原子(4=8×
+4×
+2×
+1)。
则由图可知:a/2=r×sin 60°，得a=√3r，
ρg·cm-3=
=
，解得d=
；正确答案：4；
。
【题目】中学教材显示“浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性，能使铁钝化”。某学习小组对“具有该四个特性的浓硫酸的浓度范围”进行了以下实验探究。
（1）配制不同浓度的硫酸用18.4 mol/L的浓硫酸配制不同浓度的硫酸。下列操作正确的是_____。
A.
量取浓硫酸 B.
稀释浓硫酸 C.
转移入容量瓶 D.
定容
（2）浓硫酸的吸水性、脱水性、纯化与浓度的关系
①浓硫酸的吸水性:各取0.5g胆矾颗粒于试管中，分别加入3mL不同浓度的硫酸。
②浓硫酸的脱水性:各取一根木柴梗于试臂中,分别加入1mL不同浓度的硫酸。
③浓硫酸的钝化:各取约1cm经过砂纸打磨过的铁丝,再向试管中加入3mL不同浓度的硫酸。
实验结果见下表:
实验 | c(H2SO4)/mol/L | 18.4 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 1-5 |
① | 胆矾颜色变化 | 蓝一白 | 蓝一白 | 蓝一白 | 蓝 | 蓝 | 蓝 | 蓝 | 蓝 | 蓝 |
② | 木柴梗颜色变化 | 变黑 | 变黑 | 变黑 | 变黑 | 变黑 | 变黑 | 变黑 | 变黑 | 不变 |
③ | 铁丝表面气泡 | 无 | 无 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 |
结合表格数据回答下列问题:
用化学方程式表示胆矾由“蓝一白”的原因:_______;当硫酸的浓度≥______mol/L时即具有脱水性。
（3）浓硫酸的强氧化性与浓度的关系
在试管中分别加入1小块铜片,再向试管中分别加入2mL 不同浓度的硫酸,用下图所示的装置进行实验。(夹持仪器略去)
①b装置的作用是________
②本实验中证明浓硫酸具有强氧化性的现象是_________、________。
③试管a中加热时产生黑色的固体,经检验该黑色固体中含有Cu2S。写出生成该物质的化学方程式____.
④经过实验发现:c(H2SO4)≥ 6mol/L时,硫酸与铜在加热反应时即可表现强氧化性。有同学预测,铜片与5mol/L的硫酸在长时间持续加热时，也会发生反应。该预测的理由是_______.
（4）综合该小组同学的探究结果,中学教材中同时具有“吸水性、脱水性、使铁钝化、强氧化性”的浓硫酸的浓度范围为________mol/L。
