Question

【题目】五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)和六水硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]都是重要的化工原料，用途十分广泛。

请回答与这两种物质中元素有关的一些问题。

（1）基态铁原子的核外电子排布式为_______；基态铜原子的电子占据的最高能层符号为_______ 。

（2）氧元素的第一电离能小于氮元素，其原因是_______ 。

（3）SO42-、H2O、NH4+三种微粒中，空间构型为正四面体的是_______；NH4+中氮原子的杂化轨道类型是_______。

（4）写出与SO42-互为等电子体的分子的化学式_______ (写一种)。

（5）Cu与Au的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在该晶胞中Cu原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为_______，若该晶体的密度为ρg.cm-3，则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d=_______cm(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d64s2 N 氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态，不容易失去一个电子，故第一电离能比氧元素大 SO42-、NH4+ sp3杂化 SiCl4或CCl4(其他合理答案也可) H4Cu3Au

【解析】（1）铁的核电荷数为26，其基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；铜核电荷数为29，基态铜原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，其最高能层为N；正确答案：1s22s22p63s23p63d84s2；N。

(2)氧元素的第一电离能小于氮元素，氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态，不容易失去一个电子，故第一电离能比氧元素大；正确答案：氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态，不容易失去一个电子，故第一电离能比氧元素大。

(3) 离子中含有4个键，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取杂化；分子中O原子的价层电子对数，为杂化,含有2个孤电子对，分子为V形；中N原子的价层电子对数，为杂化，不含有孤电子对，为正四面体形；正确答案： SO42-、NH4+ ； sp3杂化。

(4) 原子数、电子总数均相等的物质，称为等电子体；与SO42-互为等电子体的分子的化学式为SiCl4或CCl4；正确答案：SiCl4或CCl4。

(5)与的合金可形成面心立方最密堆积的晶体，在晶胞中原子处于面心，该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由原子与原子构成的四面体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构相似，金刚石晶胞结构为，形成的晶体中，原子有4个，原子数目为，的原子数目为，该晶体储氢后的化学式为；该晶体的分子质量为393，若该晶体的密度为ρg·cm3，则晶胞的体积为：÷ρ=cm3 晶胞的棱长为r=，从结构中看出，晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d为面对角线的一般，即r=cm；正确答案：H4Cu3Au； 。