Question

5．SO₂在物质的研究和制备过程中有重要的用途，既可以作为原料又可作为溶剂，请回答下列问题：
（1）氯化亚铜（CuCl）的某制备过程是：向CuCl₂溶液中通入一定量SO₂，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀．
①Cu²⁺核外有27种运动状态不同的电子，SO₂的空间构型为V形．
②写出上述制备CuCl的离子方程式2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
③CuCl的晶胞结构如右图所示，其中Cl^-的配位数为4．
（2）在液态SO₂中，以物质的量比为1：1混合SbCl₃和GaCl₃得到一个化学式为GaSbCl₆的固态离子化合物．其离子式为[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]或者[GaCl₂⁺][SbCl₄^-]，这两种阳离子的杂化类型分别为sp²和sp，你认为该离子化合物最可能的离子式为[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]，其中元素Ga的核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p¹．

Answer 1

分析 （1）①铜的原子序数为29，Cu²⁺核外有27个电子，每个电子的运动状态各不相同；根据二氧化硫中S原子的价层电子对数判断；
②CuCl₂与SO₂反应生成CuCl沉淀和硫酸；
③根据晶体结构特点分析Cl原子的配位数；．
（2）根据中心原子的价层电子对数判断，价层电子对数=成键电子对数+孤电子对数；根据化合物中元素化合价规律和8电子稳定结构分析；Ga为第四周期、第IIIA族元素，原子核外有31个电子，分四层排布，最外层有3个电子．

解答 解：（1）①根据铜的原子序数为29，其核外有29个电子，失去2个电子形成Cu²⁺，则Cu²⁺核外有27个电子，每个电子的运动状态各不相同，所以有27种运动状态不同的电子；二氧化硫中S原子的价层电子对数=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，而且含有1个孤电子对，所以SO₂的空间构型为V形；
故答案为：27；V形；
②CuCl₂与SO₂反应生成CuCl沉淀和硫酸，其反应的离子方程式为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
③从CuCl的晶胞可以判断，每个铜原子与4个Cl距离最近且相等，即Cu的配位数为4，故答案为：4．
（2）[SbCl₂⁺]中Sb的价层电子对数=2+$\frac{1}{2}$（5-1+2×1）=3，则Sb的杂化类型为sp²，[GaCl₂⁺]中Ga的价层电子对数=2+$\frac{1}{2}$（3-1+2×1）=2，则Ga的杂化类型为sp；
[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]中阳离子Sb呈+3价属合N族元素价键规律，阴离子Ga有三个电子与三个Cl原子形成三个共用电子对后还有一个空P轨道，可以结合一个氯离子形成8电子稳定结构；[GaCl₂⁺][SbCl₄^-]中阳离子镓呈正三价属合第IIIA族元素价键规律，但是阴离子中Sb原子周围却有9个电子，比8电子稳定结构多一个电子，故不稳定，因此结构应是[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]；
Ga为第四周期、第IIIA族元素，原子核外有31个电子，分四层排布，最外层有3个电子，其电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s²4p¹；
故答案为：sp²；sp；[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]；[Ar]3d¹⁰4s²4p¹．

点评 本题综合考查物质的结构与性质知识，侧重于杂化类型的判断、电子排布式、分子的立体构型、离子方程的书写等知识，题目难度中等，注意把握杂化类型的判断方法．