Question

19．銅、鐵是日常生活中常見金屬，超細銅粉的制備方法如圖1，請回答：

（1）Cu²⁺的價電子排布圖．
（2）SO₃^2-離子中心原子的雜化方式為sp³雜化．
（3）請寫出向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂時發生反應的離子方程式：2Cu（NH₃）₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-．
（4）下列說法正確的是ac
a．氨氣極易溶于水，是因為NH₃分子和H₂O分子之間形成2種不同的氫鍵
b．NH₃和H₂O分子空間構型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角
c．Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵
d．Cu（NH₃）₄SO₄中NH₃和SO₄^2-的VSEPR模型均為正四面體
（5）FeO晶胞結構如圖2，若該晶胞邊長為a cm，N_A表示阿伏伽德羅常數，則該晶體密度為$\frac{288}{a{\;}^{3}．N{\;}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 （1）Cu²⁺的價層電子數是9個，所以Cu²⁺的價電子為3d⁹；
（2）SO₃^2-離子的價層電子對數=3+$\frac{1}{2}$（6+2-3×2）=4；
（3）由流程圖可知向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂時生成白色沉淀，根據所給沉淀的化學式書寫離子方程式；
（4）a．氨氣極易溶于水，是因為NH₃分子和H₂O分子之間形成2種不同的氫鍵，N與H，O與H之間；
b．NH₃分子和H₂O分子，分子空間構型不同，氨氣是三角錐型，水是角形，氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角；
c． Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵，硫酸根離子與配離子之間是離子鍵，N與H之間是共價鍵，氨氣與銅離子之間是配位鍵；
d． NH₃的VSEPR模型為三角錐形，SO₄^2-的VSEPR模型為正四面體；
（5）由圖可知，該晶胞中亞鐵離子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氧離子個數=1+12×$\frac{1}{4}$=4，
設晶胞邊長為a cm，晶胞體積為a³cm³，結合ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）Cu²⁺的價層電子數是9個，所以Cu²⁺的價電子排布圖為，
故答案為：；
（2）SO₃^2-離子的價層電子對數=3+$\frac{1}{2}$（6+2-3×2）=4，所以中心原子的雜化方式為sp³雜化；
故答案為：sp³雜化；
（3）由流程圖可知向Cu（NH₃）₄SO₄水溶液中通入SO₂時生成白色沉淀，根據所給沉淀的化學式書寫離子方程式，所以離子方程式為：2Cu（NH₃）₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-；
故答案為：2Cu（NH₃）₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-；
（4）a．氨氣極易溶于水，是因為NH₃分子和H₂O分子之間形成2種不同的氫鍵，N與H，O與H之間，故a正確；
b．NH₃分子和H₂O分子，分子空間構型不同，氨氣是三角錐型，水是角形，氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角，故b錯誤；
c． Cu（NH₃）₄SO₄所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵，硫酸根離子與配離子之間是離子鍵，N與H之間是共價鍵，氨氣與銅離子之間是配位鍵，故c正確；
d． NH₃的VSEPR模型為三角錐形，SO₄^2-的VSEPR模型為正四面體，故d錯誤，
故答案為：ac；
（5）由圖可知，該晶胞中亞鐵離子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，氧離子個數=1+12×$\frac{1}{4}$=4，
設晶胞邊長為a cm，晶胞體積為a³cm³，則ρ=$\frac{\frac{72g/mol×4}{N{\;}_{A}}}{a{\;}^{3}cm{\;}^{3}}$=$\frac{288}{a{\;}^{3}．N{\;}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{288}{a{\;}^{3}．N{\;}_{A}}$g/cm³．

點評 本題考查制備實驗及晶胞計算，為高頻考點，把握物質結構與性質、晶胞計算方法等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．