题目内容

15．硫酸铜可以用作媒染剂、杀虫剂、杀菌剂和防腐剂．
（1）Cu2+的基态电子排布式为[Ar]3d9．
（2）与H2O互为等电子体的一种阳离子为H2F+（填化学式）．经测定，硫酸铜溶液中存在H5O2+离子（结构如图1），则在该离子中存在的作用力类型有abfh．
a．配位键    b．极性键    c．非极性键    d．离子键
e．金属键    f．氢键    g．范德华力    h．σ键    i．π键
（3）1mol水合铜离子（[Cu（H2O）4]2+ ）中含有σ键数目为12mol．韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中，在20℃时，水分子瞬间凝固形成了“暖冰”．请从结构角度解释生成暖冰的原因水分子是极性分子，在电场作用下定向有规则的排列，分子间通过氢键结合而成固体．
（4）图2是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，则该氧化物的化学式为CuO．

分析 （1）Cu2+的基态电子排布式为[Ar]3d9；
（2）与H2O互为等电子体的阳离子应含有3个原子、且电子数为10，则在该离子中存在氧氢配位键、氢氧极性键和σ键、分子间存在氢键；
（3）铜离子含有空轨道，水分子含有孤对电子对，铜离子与水分子之间形成配位键，铜离子配体数为4，1个H2O含2个O-H键；暖冰为分子晶体，暖冰中水分子之间主要的作用力为氢键，电场作用下，水分子间更易制得“暖冰”；
（4）利用均摊法计算晶胞的化学式；

解答 解：（1）Cu2+的基态电子排布式为[Ar]3d9，故答案为：[Ar]3d9；
（2）与H2O互为等电子体的阳离子应含有3个原子、且电子数为10，应为H2F+，则在该离子中存在氧氢配位键、氢氧极性键和σ键、分子间存在氢键，所以abfh正确，故答案为：H2F+；abfh；
（3）Cu2+含有空轨道，H2O含有孤对电子，可形成配位键，铜离子配体数为4，配离子[Cu（H2O）4]2+中1个Cu2+与4个H2O形成配位键，1个H2O含2个O-H键，所以1mol水合铜离子中含有σ键数目为12mol，水分子之间主要通过氢键形成固体，水分子是极性分子，在电场作用下定向有规则的排列，水分子间更易形成氢键，
故答案为：12mol；水分子是极性分子，在电场作用下定向有规则的排列，分子间通过氢键结合而成固体；
（4）已知顶点和体心为O，则晶胞中含有O的个数为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Cu位于晶胞内部，则平均一个晶胞含有4个Cu，4个O，所以化学式为CuO，故答案为：CuO．

点评 本题考查较为综合，涉及等电子体、电子排布式、晶胞的计算以及配位键等知识，题目难度中等，本题注意（4）为易错点．

练习册系列答案
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5．已知如表数据，对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2（SO4）3的混合溶液的说法，不正确的是（　　）
物质Fe（OH）2Cu（OH）2Fe（OH）3
Ksp/25℃8.0×10-162.2×10-204.0×10-38
完全沉淀时的pH范围≥9.6≥6.43～4
A．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到红褐色沉淀
B．向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，最先看到白色沉淀
C．向该混合溶液中加入适量H2O2，并调节pH到3～4后过滤可获得纯净的CuSO4溶液
D．在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在
6．下列说法正确的是（NA表示阿伏加德罗常数的值）（　　）
A．26g乙炔所含共用电子对数目为3NA
B．标准状况下，11.2L三氯甲烷所含的分子数为0.5NA
C．一定条件下，2.6g乙炔、苯和苯乙烯的气态混合物中所含碳原子数为0.2NA
D．1mol甲基含10NA个电子
3．前四周期元素X、Y、Z、Q、R、W的原子序数依次增大．X基态原子的2p轨道为半充满状态；Y基态原子的L层有2个未成对电子；Z基态原子的最外层电子排布为3s23p2；Q、R、W都属于金属元素，Q、W基态原子核外均没有未成对电子，R基态原子的d轨道上有3个空轨道．
请回答下列问题：
（1）R基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s．上述六种元素中，属于ds区的元素符号是Zn；
（2）含有16个中子的Z的核素符号为3014Si．X、Y、Z元素原子中第一电离能由高到低的顺序是N＞O＞Si．
（3）XY3-的离子空间构型为平面三角形，与该离子互为等电子体的一种分子是SO3．
（4）X、Y分别与氢元素形成的最简单氢化物分子中，后者的键角小于前者的原因是NH3、H2O的中心原子杂化方式相同，由于氨分子存在一对孤电子对，水分子存在两对孤电子对，水分子中孤电子对对成键电子排斥力更强，所以水分子的键角比氨分子的键角小．
（5）Y、Q、R三种元素形成的某种化合物的如图所示，该化合物的化学式为CaTiO3．若Y与最近的R的距离为a cm，阿伏加德常数的值为NA，则计算此晶体的密度表达式为$\frac{136}{（\sqrt{2}a）^{3}×{N}_{A}}$g/cm3（不必化简）．
10．已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中常见元素，且原子序数依次增大．A的原子半径最小，B的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，D的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2，E为周期表中电负性最大的元素，F元素有多种化合价，它的一种氢氧化物在空气中易被氧化且最终变为红褐色，G与F同族且原子序数比F大2．回答下列问题：
（1）写出基态F原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2，其中含有7种能量不同的电子．
（2）CE3和CA3均是三角锥形分子，键角分别为102°和107.3°，则C原子的杂化方式为sp3，其中CE3的键角比CA3的键角小的原因是NF3中成键电子对偏向F原子，NH3中成键电子对偏向N原子，成键电子对与成键电子对之间的斥力作用前者小于后者．
（3）B、C、D三种元素形成的一种粒子与二氧化碳分子互为等电子体，其化学式为CNO-．
（4）G单质晶体中原子的堆积方式如图所示（为面心立方最密堆积），则晶胞中G原子的配位数为12．若G原子半径为r cm，则G原子所形成的最小正四面体空隙中，能填充的粒子的最大直径为（2$\sqrt{2}$-2 ）rcm（用r表示）．
20．有一无色透明溶液，可能含Al3+、Fe3+、Cu2+、Mg2+、K+、OH-、CO32-、Cl-离子中的若干种．现做如下实验：
（1）取少量该溶液，滴入用硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成．
（2）另取部分溶液，加入氢氧化钠，有白色沉淀产生，加入氢氧化钠的量与生成白色沉淀的量可用图表示．
试推断：
（1）该溶液中以上离子一定存在的有Al3+、Mg2+、Cl-，一定不存在的有Fe3+、Cu2+、OH-、CO32-．
（2）上述溶液中至少有AlCl3、MgCl2（填化学式）等物质混合而成，其物质的量的比为1：1．
（3）写出图中a→b变化过程的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
（4）为进一步确定溶液中其他的阳离子，应该补充的实验是用洁净铂丝蘸取少量溶液，在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色，则溶液中含K+，若没有观察到火焰呈紫色，则溶液中不含K+．
7．将11.2g铜粉和镁粉的混合物分成两等份，其中一份加入200mL的稀硝酸中并加热，固体和硝酸恰好完全反应，并产生标准状况下的NO2.24L；将另一份在空气中充分加热，最后得到mg固体．下列有关说法：
①c（HNO3）=2mol•L-l  
②（HNO3）=0.5mol•L-1 
③m=8.0
④m=7.2．
其中正确的是（　　）
A．①④B．①③C．②④D．②③
4．已知H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-57.3kJ/mol，向50mL 2mol/L的NaOH溶液中加入1mol/L的某种酸恰好完全反应，测得加入酸的体积与反应放出热量的关系如下图所示（不考虑热量的散失），则该酸可能是（　　）
A．醋酸（CH3COOH）B．盐酸C．草酸（HOOC-COOH）D．硫酸
5．利用黄铜矿（CuFeS2）生产铜、绿矾的过程如下．根据题意完成下列各题：

（1）CuFeS2中铜的化合价为+2价，则铁的化合价为+2．
（2）要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是bcae（按前后顺序填写字母序号）．
a．过滤洗涤   b．蒸发浓缩   c．冷却结晶  d．灼烧   e．干燥
（3）实验室中配制FeSO4溶液时常将绿矾溶于一定浓度的硫酸中，再加水稀释，这样操作的目的是抑制亚铁离子水解．
（4）绿矾产品的纯度可用滴定法进行测定，实验步骤如下：
步骤I．秤取6.000g绿矾产品，经溶解、定容等步骤准确配制250mL溶液．
步骤2：从上述容量瓶中量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中．
步骤3：用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4溶液滴定至终点，记录消耗KMnO4溶液的体积
步骤4：重复步骤2、步骤3两次、三次评价消耗KMnO4溶液40.00ml．
①判断此滴定实验达到终点的现象是滴加最后一滴KMnO4溶液时，溶液变成浅红色且半分钟内不褪色
②写出滴定过程中发生反应的离子方程式MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为92.67%（保留四位有效值）

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