Question

（选考）【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）Cu^2＋基态的电子排布式可表示为                       ；

（2）SO₄^2－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SO₄^2－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S^2－离子与b位置Zn^2＋离子之间的距离为_____pm（列式表示）。

Answer

（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）；

或或（2分，其他合理答案均得分）

【解析】

试题分析：（1）铜的原子序数是29，则根据核外电子排布规律可知Cu2＋基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）；

（2）SO42－中S原子不存在孤对电子对数，其价层电子对数为4，则其空间构型为正四面体；中心原子采用的轨道杂化方式是sp3；价电子数与原子数分别等相等的是等电子体，则与SO42－互为等电子体的分子的化学式可以为CCl4或SiCl4；

（3）向CuSO4 溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu （OH）4 ]2－，该结构中存在配位健，其中氢氧根是配体，则其结构可用示意图表示为；

（4）由于在相同温度下，Ksp（CuS）＜Ksp（ZnS），所以根据沉淀容易向更难溶的方向转化可知CuSO4能转化为CuS。

（5）氧离子半径小于硫离子半径，CuO晶格能比CuS大，所以CuS比CuO的熔点低。

（6）根据晶胞结构可知晶胞中含有4个ZnS，晶胞边长为540．0 pm，则，解得ρ＝。由于锌离子周围的4个硫离子构成正四面体，设a位置S2－离子与b位置Zn2＋离子之间的距离为x，晶胞的面对角线是。则根据晶胞结构可知＝4xsin，解得x ＝pm。

考点：考查物质结构与性质模块的分析与应用