Question

（15分）【选修3--物质结构与性质）铜、铁都是日常生活中常见的金属，它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途．

请回答以下问题：

（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①Cu²⁺的价电子排布图         ；

NH₄CuSO₃中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为       （填元素符号）．

②SO₄^2﹣的空间构型为      ，SO₃^2﹣离子中心原子的杂化方式为      ．

（2）请写出向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂时发生反应的离子方程式：               。

（3）某学生向CuSO₄溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O晶体．

①下列说法正确的是

a．氨气极易溶于水，是因为NH₃分子和H₂O分子之间形成3种不同的氢键

b．NH₃分子和H₂O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角

c．Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键

d．Cu（NH₃）₄SO₄组成元素中电负性最大的是氮元素

②请解释加入乙醇后析出晶体的原因          。

（4）FeO晶胞结构如图所示，FeO晶体中Fe^2＋配位数为________,若该晶胞边长为acm,则该晶体密度为            。

Answer

（15分）

（1）① （2分） N＞O＞S（2分）

②正四面体形（1分） sp3杂化（1分）

（2）2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42﹣（2分）

（3）①c（2分）

②乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质

的溶解度 ．（2分）

（4） 6（1分） ; 288/a3·NA （2分）

【解析】

试题分析：（1）①Cu2+的价层电子数是9个，所以Cu2+的价电子排布图为；N、O、S三种元素中由于N原子的2p轨道是半充满状态，所以第一电离能最大；同主族元素，随电子层数的增多，第一电离能逐渐减小，则3种元素的第一电离能由大到小顺序为N>O>S

②SO42-的价层电子对数=4+1/2（6+2-4×2）=4，所以空间构型为正四面体型；SO32-离子的价层电子对数=3+1/2（6+2-3×2）=4，所以中心原子的杂化方式为sp3杂化；

（2）由流程图可知向Cu（NH3）4SO4水溶液中通入SO2时生成白色沉淀，根据所给沉淀的化学式书写离子方程式：2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42-；

（3）①氨气极易溶于水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成2种不同的氢键，N与H，O与H之间，a不正确；NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气是三角锥型，水是角形，氨气分子的键角大于水分子的键角，b不正确；Cu（NH3）4SO4中硫酸根离子与配离子之间是离子键，N与H之间是共价键，氨气与铜离子之间是配位键，c正确；Cu（NH3）4SO4组成元素中电负性最大的是氧元素，d不正确；

②根据相似相容原理，极性分子易溶于极性溶剂，乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；

（4）晶胞中顶点Fe2+周围最靠近的O2—是3个，结合均摊法则，FeO晶体中Fe2＋配位数为：3×8÷4=6；

若该晶胞边长为acm，则此晶胞的体积为a3cm3，另外结合均摊法则，可知此晶胞含FeO的数目为4，则NA个晶胞的质量为：72×4=288克，每个晶胞的质量为288/NA克，故晶体的密度为：（288/NA克）÷a3cm3= 288/a3·NA。

考点：制备实验方案的设计及晶胞的计算