Question

5．SO₂在物質的研究和制備過程中有重要的用途，既可以作為原料又可作為溶劑，請回答下列問題：
（1）氯化亞銅（CuCl）的某制備過程是：向CuCl₂溶液中通入一定量SO₂，微熱，反應一段時間后即生成CuCl白色沉淀．
①Cu²⁺核外有27種運動狀態不同的電子，SO₂的空間構型為V形．
②寫出上述制備CuCl的離子方程式2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
③CuCl的晶胞結構如右圖所示，其中Cl^-的配位數為4．
（2）在液態SO₂中，以物質的量比為1：1混合SbCl₃和GaCl₃得到一個化學式為GaSbCl₆的固態離子化合物．其離子式為[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]或者[GaCl₂⁺][SbCl₄^-]，這兩種陽離子的雜化類型分別為sp²和sp，你認為該離子化合物最可能的離子式為[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]，其中元素Ga的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s²4p¹．

Answer 1

分析 （1）①銅的原子序數為29，Cu²⁺核外有27個電子，每個電子的運動狀態各不相同；根據二氧化硫中S原子的價層電子對數判斷；
②CuCl₂與SO₂反應生成CuCl沉淀和硫酸；
③根據晶體結構特點分析Cl原子的配位數；．
（2）根據中心原子的價層電子對數判斷，價層電子對數=成鍵電子對數+孤電子對數；根據化合物中元素化合價規律和8電子穩定結構分析；Ga為第四周期、第IIIA族元素，原子核外有31個電子，分四層排布，最外層有3個電子．

解答 解：（1）①根據銅的原子序數為29，其核外有29個電子，失去2個電子形成Cu²⁺，則Cu²⁺核外有27個電子，每個電子的運動狀態各不相同，所以有27種運動狀態不同的電子；二氧化硫中S原子的價層電子對數=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，而且含有1個孤電子對，所以SO₂的空間構型為V形；
故答案為：27；V形；
②CuCl₂與SO₂反應生成CuCl沉淀和硫酸，其反應的離子方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
③從CuCl的晶胞可以判斷，每個銅原子與4個Cl距離最近且相等，即Cu的配位數為4，故答案為：4．
（2）[SbCl₂⁺]中Sb的價層電子對數=2+$\frac{1}{2}$（5-1+2×1）=3，則Sb的雜化類型為sp²，[GaCl₂⁺]中Ga的價層電子對數=2+$\frac{1}{2}$（3-1+2×1）=2，則Ga的雜化類型為sp；
[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]中陽離子Sb呈+3價屬合N族元素價鍵規律，陰離子Ga有三個電子與三個Cl原子形成三個共用電子對后還有一個空P軌道，可以結合一個氯離子形成8電子穩定結構；[GaCl₂⁺][SbCl₄^-]中陽離子鎵呈正三價屬合第IIIA族元素價鍵規律，但是陰離子中Sb原子周圍卻有9個電子，比8電子穩定結構多一個電子，故不穩定，因此結構應是[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]；
Ga為第四周期、第IIIA族元素，原子核外有31個電子，分四層排布，最外層有3個電子，其電子排布式為：[Ar]3d¹⁰4s²4p¹；
故答案為：sp²；sp；[SbCl₂⁺][GaCl₄^-]；[Ar]3d¹⁰4s²4p¹．

點評 本題綜合考查物質的結構與性質知識，側重于雜化類型的判斷、電子排布式、分子的立體構型、離子方程的書寫等知識，題目難度中等，注意把握雜化類型的判斷方法．