Question

黄铜矿是主要的炼铜原料， CuFeS₂是其中铜的主要存在形式。回答下列问题：

(1)CuFeS₂中存在的化学键类型是_________。下列基态原子或离子的价层轨道表示式正确的是_______（填标号）。

a.Fe²⁺：            b.Cu：

c.Fe³⁺：         d.Cu⁺：

(2)在较低温度下 CuFeS₂与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X产生。

①X分子的立体构型是________，中心原子杂化类型为______，属于________（填“非极性”或“极性”）分子。

②X的沸点比水低的主要原因是________。

(3)CuFeS₂与氧气反应生成SO₂。SO₂中心原子的价层电子对数为_____，共价键的类型有________。

(4)四方晶系CuFeS₂的晶胞结构如图所示。

①Cu⁺的配位数为________，S^2-的配位数为________。

②已知：a=b=0.524 nm，c=1.032 nm，N_A为阿伏加德罗常数的值，CuFeS₂晶体的密度是________g·cm^-3（列出计算式）。

Answer

离子键 cd V形 sp3 极性 水分子间存在氢键 3 σ键和π键 4 4

【解析】

(1)CuFeS2中硫为非金属元素，铁和铜为金属元素，它们之间形成的化学键为离子键；

A.Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，A错误；

B.Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，B错误；

C.Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，C正确；

D.Cu+的电子排布式为[Ar]3d10，D正确；

故合理选项是CD；

(2)臭鸡蛋气味的气体X为H2S。

①H2S分子中S有两对孤对电子，立体构型为V形，为极性分子。S的杂化轨道数为4，杂化类型为sp3杂化；

②H2O分子间存在氢键，增加了分子之间的吸引作用，而H2S分子之间只存在分子间作用力，因此H2S的沸点比水低；

(3)SO2为共价化合物，S原子和两个O原子间分别形成一个σ键，同时氧原子和硫原子间形成一个4电子离域π键，故SO2中心S原子的价层电子对数为3对，共价键的类型有：σ键和π键；

(4)①根据题给晶胞图可知，晶胞中Fe2+数目为：8×+4×+1=4，Cu+的数目为：6×+4×=4，S2-数目为8，晶胞内共含4个CuFeS2，a=b=0.524 nm，c=1.032 nm，则晶体的密度ρ= g/cm3。