Question

铜是人类最早发现并广泛使用的一种金属。回答下列问题：

（1）CuFeS₂是其中铜的主要存在形式。CuFeS₂中存在的化学键类型是__。铜原子核外电子排布式为___。

（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__。

②X的沸点比水低的主要原因是__。

（3）[Cu(NH₃)₄]²⁺中，提供孤对电子的是__。Cu(NH₃)₂Cl₂有两种同分异构体，其中一种可溶于水，则此种化合物是__（填“极性”或“非极性”）分子，由此推知[Cu(NH₃)₄]²⁺的空间构型是__。

（4）某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为__。

②若合金的密度为dg·cm^-3，晶胞边长a=__nm。（设N_A代表阿伏加德罗常数）

Answer

离子键 1s22s22p63s23p63d104s1 V形 sp3 水分子间存在氢键 NH3 极性 平面正方形 3∶1 ×107

【解析】

根据CuFeS2中元素构成，可判断化学键类型，Cu是29号元素，可写出它的核外电子排布式；根据H2S中中心原子硫的价层电子对数，由VSEPR判断其空间构型和杂化类型；根据水分子间能形成氢键，则沸点高；根据配位键形成的实质，判断谁提供了孤对电子；根据[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl取代，能得到两种不同结构的产物，判断其空间构型；根据相似相溶原理，判断分子的极性；由均摊法求出原子个数比，根据化学式和密度，求出晶胞的边长。

（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，Cu是29号元素，Cu原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1；答案为离子键，1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）①CuFeS2与浓硫酸作用时，有少量臭鸡蛋气味的气体X是H2S，H2S分子中S原子价层电子对数为4，VSEPR 模型为四面体形。但S原子有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，导致H2S分子的构型为V形，S原子价层电子对数的4，所以中心原子硫杂化类型为sp3杂化；答案为V形，sp3。
②H2S的沸点比水低的主要原因是水分子间形成氢键，而H2S分子之间只存在分子间作用力，答案为水分子间存在氢键。

（3）在[Cu(NH3)4]2+中，铜离子提供空轨道，氨气分子中的氮元素提供孤电子对；Cu(NH3)2Cl2的同分异构体可溶于水，根据相似相溶原理，水是极性分子，所以该分子为极性分子；既然存在两种同分异构体，所以[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形，若是正面体空间构型，Cu(NH3)2Cl2的结构只有一种；答案为NH3；极性；平面正方形。

（4）①该晶胞中Ni原子个数=8×=1，Cu原子个数=6×=3，则铜原子与镍原子的数量比为3:1；答案为3:1。

②该晶胞的化学式为Cu3Ni，若合金的密度为dg/cm3，根据V=a3，则晶胞边长a====cm=×107nm，答案为×107。