Question

【化学—选修3：物质结构与性质】（15分）

CuSO4在活化闪锌矿（主要成分是ZnS）方面有重要作用，主要是活化过程中生成CuS、Cu2S等一系列铜的硫化物活化组分。

（1）Cu2＋基态的电子排布式可表示为 ；

（2）SO42－的空间构型为 (用文字描述)；中心原子采用的轨道杂化方式是 ；写出一种与SO42－互为等电子体的分子的化学式： ；

（3） 向CuSO4 溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu (OH)4 ]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为 ；

（4）资料显示ZnS为难溶物，在活化过程中，CuSO4能转化为CuS的原因是 。

（5）CuS比CuO的熔点 （填高或低），原因是 。

（6）闪锌矿的主要成分ZnS，晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为____________(列式并计算)，a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为___________________pm(列式表示)。

 

 

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) （1分）；

（2）正四面体（1分）；sp3（1分）；CCl4或SiCl4 （2分，其他合理答案也得分）；

（3）（2分）；

（4）在相同温度下，Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)，或相同温度下，CuS 比ZnS更难溶。（2分，其他合理答案也得分）；

（5）低（1分），CuO晶格能比CuS大（1分，其他合理答案也得分）；

（6）（2分，其他合理答案均得分）；

（2分，其他合理答案均得分）。

【解析】

试题分析：（1）铜为29号元素，根据构造理论知Cu2＋基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)；（2）根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论知，SO42－的空间构型为正四面体；中心原子采用的轨道杂化方式是sp3；等电子体是价电子数目和原子数目相同的微粒，与SO42－互为等电子体的分子的化学式：CCl4或SiCl4；（3） [Cu(OH)4]2－的结构示意图见答案；（4）在相同温度下，Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS)，或相同温度下，CuS 比ZnS更难溶，沉淀易向更难溶的方向转化；（5）CuS比CuO的熔点低，原因是CuO晶格能比CuS大；（6）根据ZnS的晶体结构知，1mol晶胞中含有4molZnS，故1mol晶胞的质量为（4×97）g，1mol晶胞的体积为540.0 3pm3×NA，密度为，根据立体几何知识知a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为。

考点：考查物质结构与性质。