Question

[化学—选修3；物质结构与性质]

明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载，锌也是人体必需的微量元素。回答下列问题：

(1)基态Zn原子核外的最高能层符号是________，基态Zn²⁺最外层电子排布式为________。

(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH₃)₄]SO₄溶液。

①组成[Zn(NH₃)₄]SO₄的元素中，除Zn外其余元素的电负性由大到小排序为________。

②向[Zn(NH₃)₄]SO₄溶液中逐滴滴加NaOH溶液，未出现浑浊，其原因是________。

③已知[Zn(NH₃)₄]²⁺的空间构型与相同，则在[Zn(NH₃)₄]²⁺中Zn²⁺的杂化类型为________，NH₃易液化的原因是________________________________。

④在[Zn(NH₃)₄]SO₄晶体中存在的作用力有________。

A．离子键    B．极性共价键    C．氢键

D．配位键    E．范德华力    F．金属键

(3)ZnO与ZnS结构相似，ZnO的熔点为1975℃，ZnS的熔点约为1700℃。ZnO熔点比ZnS高的原因是________________________________。

(4)常温下金属锌晶体的晶胞为六方最密堆积(如图所示)，若锌原子的半径为rnm，六棱柱的高为，则金属锌晶体的空间利用率是________(用含π的代数式表示)。

Answer

N 3s23p63d10 O>N>S>H [Zn(NH3)4]2+难电离，溶液中锌离子浓度很小，无法产生沉淀 sp3 氨分子间易形成氢键 ABD 二者同属于离子晶体，O2-的半径比s2-的小，ZnO晶体的晶格能较大 或

【解析】

（1）Zn是30号元素；基态Zn2+失去最外层两个电子，

（2）①非金属性越强，电负性越强；

②[Zn（NH3）4]2+稳定，在溶液中难电离出Zn2+；

③[Zn（NH3）4]2+空间构型与SO42-相同，为正四面体形，杂化方式相同；

④[Zn（NH3）4]2+与SO42-之间形成离子键，[Zn（NH3）4]2+中Zn2+与NH3之间形成配位键，NH3中、SO42-中原子之间形成极性键；

（3）离子电荷越多、离子半径越小，晶格能越大，离子晶体熔点越高。

（4）空间利用率为晶胞内硬球的总体积占晶胞体积的百分比。

（1）Zn是30号元素，核外电子排布式为1s22s22p62s23p63d104s2；基态Zn2+失去最外层两个电子，

故答案为：N；3s23p63d10

（2）①除Zn外其余元素有N、H、S、O，根据电负性判断方法可知电负性：O>N>S>H，

故答案为：O>N>S>H；

②[Zn（NH3）4]2+稳定，在溶液中难电离出Zn2+，溶液中Zn2+浓度很小，滴加NaOH溶液，无法产生沉淀，

故答案为：[Zn(NH3)4]2+难电离，溶液中锌离子浓度很小，无法产生沉淀；

③[Zn（NH3）4]2+空间构型与SO42-相同，为正四面体形，杂化方式相同，SO42-中心原子价层电子数目=(6+2+0×2)/2=4，杂化方式为sp3杂化，所以Zn2+的杂化类型为sp3杂化；NH3分子间存在氢键，所以易液化
故答案为：sp3；氨分子间易形成氢键；

④[Zn（NH3）4]2+与SO42-之间形成离子键，[Zn（NH3）4]2+中Zn2+与NH3之间形成配位键，NH3中、SO42-中原子之间形成极性键没有非极性键、范德华力、金属键，
故选：ABD；

（3）离子电荷数相同，O2-离子半径比S2-的离子半径小，ZnO晶体的晶格能更大，熔点较高，
故答案为：二者同属于离子晶体，O2-的半径比s2-的小，ZnO晶体的晶格能较大；

（4）底面4个相邻的原子形成的菱形，锐角为60°，Zn原子半径为 rnm，则底面边长为2rnm，底面积=2rnm×2rnm×sin60°=2 r2nm2，晶胞的高为nm，则晶胞体积=2 r2nm2×nm=8r3nm3，晶胞中Zn原子数目=1+8×1/8=2，Zn原子总体积= 空间利用率=[÷（8r3nm3）]×100%=或；

故答案为：或；