Question

19．铜、铁是日常生活中常见金属，超细铜粉的制备方法如图1，请回答：

（1）Cu²⁺的价电子排布图．
（2）SO₃^2-离子中心原子的杂化方式为sp³杂化．
（3）请写出向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂时发生反应的离子方程式：2Cu（NH₃）₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-．
（4）下列说法正确的是ac
a．氨气极易溶于水，是因为NH₃分子和H₂O分子之间形成2种不同的氢键
b．NH₃和H₂O分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角
c．Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．Cu（NH₃）₄SO₄中NH₃和SO₄^2-的VSEPR模型均为正四面体
（5）FeO晶胞结构如图2，若该晶胞边长为a cm，N_A表示阿伏伽德罗常数，则该晶体密度为$\frac{288}{a{\;}^{3}．N{\;}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 （1）Cu²⁺的价层电子数是9个，所以Cu²⁺的价电子为3d⁹；
（2）SO₃^2-离子的价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（6+2-3×2）=4；
（3）由流程图可知向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂时生成白色沉淀，根据所给沉淀的化学式书写离子方程式；
（4）a．氨气极易溶于水，是因为NH₃分子和H₂O分子之间形成2种不同的氢键，N与H，O与H之间；
b．NH₃分子和H₂O分子，分子空间构型不同，氨气是三角锥型，水是角形，氨气分子的键角大于水分子的键角；
c． Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键，硫酸根离子与配离子之间是离子键，N与H之间是共价键，氨气与铜离子之间是配位键；
d． NH₃的VSEPR模型为三角锥形，SO₄^2-的VSEPR模型为正四面体；
（5）由图可知，该晶胞中亚铁离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氧离子个数=1+12×$\frac{1}{4}$=4，
设晶胞边长为a cm，晶胞体积为a³cm³，结合ρ=$\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）Cu²⁺的价层电子数是9个，所以Cu²⁺的价电子排布图为，
故答案为：；
（2）SO₃^2-离子的价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（6+2-3×2）=4，所以中心原子的杂化方式为sp³杂化；
故答案为：sp³杂化；
（3）由流程图可知向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂时生成白色沉淀，根据所给沉淀的化学式书写离子方程式，所以离子方程式为：2Cu（NH₃）₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-；
故答案为：2Cu（NH₃）₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-；
（4）a．氨气极易溶于水，是因为NH₃分子和H₂O分子之间形成2种不同的氢键，N与H，O与H之间，故a正确；
b．NH₃分子和H₂O分子，分子空间构型不同，氨气是三角锥型，水是角形，氨气分子的键角大于水分子的键角，故b错误；
c． Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键，硫酸根离子与配离子之间是离子键，N与H之间是共价键，氨气与铜离子之间是配位键，故c正确；
d． NH₃的VSEPR模型为三角锥形，SO₄^2-的VSEPR模型为正四面体，故d错误，
故答案为：ac；
（5）由图可知，该晶胞中亚铁离子个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氧离子个数=1+12×$\frac{1}{4}$=4，
设晶胞边长为a cm，晶胞体积为a³cm³，则ρ=$\frac{\frac{72g/mol×4}{N{\;}_{A}}}{a{\;}^{3}cm{\;}^{3}}$=$\frac{288}{a{\;}^{3}．N{\;}_{A}}$g/cm³，
故答案为：$\frac{288}{a{\;}^{3}．N{\;}_{A}}$g/cm³．

点评 本题考查制备实验及晶胞计算，为高频考点，把握物质结构与性质、晶胞计算方法等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．