Question

【题目】明代宋应星所著《天工开物》中已经记载了我国古代用炉甘石（主要成分ZnCO3）和煤冶锌工艺，锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题：

（1）Zn原子基态核外电子排布式为_____________________________。

（2）硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。

①与SO42-互为等电子体的阴离子化学式为________________（写出一种）

②氨的热稳定性强于膦(PH3)，原因是____________________________。

（3）黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分别为ICu=746 kJ·mol-1，IZn=906 kJ·mol-1，ICu< IZn的原因是___________________。

（4）《本草纲目》中记载炉甘石（主要成分ZnCO3）可止血，消肿毒，生肌，明目……。Zn、C、O电负性由大至小的顺序是_________________。ZnCO3中阴离子的立体构型是_____________________。

（5）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛，立方ZnS晶胞结构如图所示，每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为________________。晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则ZnS晶体的密度为 __________g·cm-3（列出计算式即可）。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 PO43-(或ClO4-) 氮元素的非金属性强于磷元素 锌失去的是全充满的4s2电子，铜失去的是4s1电子 O>C>Zn 平面三角形 12 97×4/(a×10-10)3NA

【解析】（1）Zn是30号元素，其原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。

（2）①与SO42-互为等电子体的阴离子有PO43-(或ClO4-) ；②氨的热稳定性强于膦(PH3)，原因是氮元素的非金属性强于磷元素。

（3）元素铜与锌的第一电离能分别为ICu=746 kJ·mol-1，IZn=906 kJ·mol-1，ICu< IZn的原因是锌失去的是全充满的4s2电子，铜失去的是4s1电子。

（4）通常非金属性越强的元素其电负性越大，Zn、C、O电负性由大至小的顺序是O>C>Zn。ZnCO3中阴离子CO32-的中心原子C的杂化方式是sp2，C与3个O形成σ键，所以CO32-的立体构型是平面三角形。

（5）由立方ZnS晶胞结构示意图可知，该晶胞中有4个Zn原子和4个S原子，每个Zn原子周围最近的Zn原子是位于晶胞的顶点和面心上的Zn原子，每个顶点与邻近的3个面心最近，所以每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为12。晶胞边长为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则NA个晶胞的质量和体积分别是和NA (a×10-10)3 cm3，所以，ZnS晶体的密度为 97×4/(a×10-10)3NAg·cm-3。