Question

【題目】硫酸是重要的化工原料，我國主要采用接觸法生產硫酸，主要過程如下：

FeS2 SO2 SO3 H2SO4

回答下列問題：

（1）基態V原子的電子排布式為________，基態Fe原子核外未成對電子數為______。

（2）組成H2SO4的元素中，電負性由大到小的順序是________，SO2分子的VSEPR模型為________。

（3）固態SO3能以無限長鏈形式存在（如圖所示）。其中S原子的雜化形式為______。長鏈結構中，連接2個S原子的O原子稱為橋氧，連接1個S原子的O原子稱為端基氧，則與S原子形成化學鍵鍵長更大的是________（填“橋氧”或“端基氧”），原因是______________。

（4）綠礬是一種重要的硫酸鹽，其組成可寫成[Fe(H2O)6]2+[SO4(H2O)]2-，水合陰離子中H2O通過氫鍵與SO42-中的O原子相聯結，按圖示畫出含氫鍵的水合陰離子：______________。

（5）一種含Fe、Cu、S三種元素的礦物晶胞如圖所示，屬于四方晶系（晶胞底面為正方形）。S2-的配位數為______。若晶胞的底面邊長為a pm，高為b pm，晶體密度為ρ g/cm3，則阿伏加德羅常數可表示為____________（寫出表達式）。

Answer 1

【答案】[Ar]3d34s2 4 O＞S＞H 平面三角形 sp3 橋氧 端基氧與硫原子形成雙鍵，橋氧為硫氧單鍵，硫氧單鍵鍵長比硫氧雙鍵大 4

【解析】

(1)V原子為23號元素，基態原子核外有23個電子，所以電子排布式為：[Ar]3d34s2；基態Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，3d軌道有4個電子未成對；

(2)非金屬性越強，電負性越大，所以H、S、O三種元素電負性由大到小為O＞S＞H；二氧化硫分子中心原子價層電子對數為=3，所以為sp2雜化，其VSEPR模型為平面三角形；

(3)根據固體SO3的結構可知每個S原子形成4個σ鍵，價層電子對數為4，所以為sp3雜化；端基氧與硫原子形成雙鍵，橋氧為硫氧單鍵，硫氧單鍵鍵長比硫氧雙鍵大，所以橋氧化學鍵鍵長更大；

(4)氫鍵結合的情況可用X－H…Y表示，所以含氫鍵的水合陰離子為；

(5)根據晶胞示意圖可知S2-連接兩個亞鐵離子和兩個銅離子，所以S2-的配位數為4；根據均攤法晶胞中S2-的個數為8，Fe2+的個數為，Cu2+個數為=4，所以晶胞的質量m=，晶胞體積V=a2b pm3= a2b×10-30 cm3，所以晶胞的密度ρ=，可解得NA=。