Question

【題目】[化學(xué)—選修3；物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

明朝《天工開物》中有世界上最早的關(guān)于煉鋅技術(shù)的記載，鋅也是人體必需的微量元素。回答下列問題：

(1)基態(tài)Zn原子核外的最高能層符號是________，基態(tài)Zn2+最外層電子排布式為________。

(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。

①組成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除Zn外其余元素的電負(fù)性由大到小排序?yàn)?/span>________。

②向[Zn(NH3)4]SO4溶液中逐滴滴加NaOH溶液，未出現(xiàn)渾濁，其原因是________。

③已知[Zn(NH3)4]2+的空間構(gòu)型與相同，則在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+的雜化類型為________，NH3易液化的原因是________________________________。

④在[Zn(NH3)4]SO4晶體中存在的作用力有________。

A．離子鍵 B．極性共價鍵 C．氫鍵

D．配位鍵 E．范德華力 F．金屬鍵

(3)ZnO與ZnS結(jié)構(gòu)相似，ZnO的熔點(diǎn)為1975℃，ZnS的熔點(diǎn)約為1700℃。ZnO熔點(diǎn)比ZnS高的原因是________________________________。

(4)常溫下金屬鋅晶體的晶胞為六方最密堆積(如圖所示)，若鋅原子的半徑為rnm，六棱柱的高為，則金屬鋅晶體的空間利用率是________(用含π的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】N 3s23p63d10 O>N>S>H [Zn(NH3)4]2+難電離，溶液中鋅離子濃度很小，無法產(chǎn)生沉淀 sp3 氨分子間易形成氫鍵 ABD 二者同屬于離子晶體，O2-的半徑比s2-的小，ZnO晶體的晶格能較大 或

【解析】

（1）Zn是30號元素；基態(tài)Zn2+失去最外層兩個電子，

（2）①非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)；

②[Zn（NH3）4]2+穩(wěn)定，在溶液中難電離出Zn2+；

③[Zn（NH3）4]2+空間構(gòu)型與SO42-相同，為正四面體形，雜化方式相同；

④[Zn（NH3）4]2+與SO42-之間形成離子鍵，[Zn（NH3）4]2+中Zn2+與NH3之間形成配位鍵，NH3中、SO42-中原子之間形成極性鍵；

（3）離子電荷越多、離子半徑越小，晶格能越大，離子晶體熔點(diǎn)越高。

（4）空間利用率為晶胞內(nèi)硬球的總體積占晶胞體積的百分比。

（1）Zn是30號元素，核外電子排布式為1s22s22p62s23p63d104s2；基態(tài)Zn2+失去最外層兩個電子，

故答案為：N；3s23p63d10

（2）①除Zn外其余元素有N、H、S、O，根據(jù)電負(fù)性判斷方法可知電負(fù)性：O>N>S>H，

故答案為：O>N>S>H；

②[Zn（NH3）4]2+穩(wěn)定，在溶液中難電離出Zn2+，溶液中Zn2+濃度很小，滴加NaOH溶液，無法產(chǎn)生沉淀，

故答案為：[Zn(NH3)4]2+難電離，溶液中鋅離子濃度很小，無法產(chǎn)生沉淀；

③[Zn（NH3）4]2+空間構(gòu)型與SO42-相同，為正四面體形，雜化方式相同，SO42-中心原子價層電子數(shù)目=(6+2+0×2)/2=4，雜化方式為sp3雜化，所以Zn2+的雜化類型為sp3雜化；NH3分子間存在氫鍵，所以易液化
故答案為：sp3；氨分子間易形成氫鍵；

④[Zn（NH3）4]2+與SO42-之間形成離子鍵，[Zn（NH3）4]2+中Zn2+與NH3之間形成配位鍵，NH3中、SO42-中原子之間形成極性鍵沒有非極性鍵、范德華力、金屬鍵，
故選：ABD；

（3）離子電荷數(shù)相同，O2-離子半徑比S2-的離子半徑小，ZnO晶體的晶格能更大，熔點(diǎn)較高，
故答案為：二者同屬于離子晶體，O2-的半徑比s2-的小，ZnO晶體的晶格能較大；

（4）底面4個相鄰的原子形成的菱形，銳角為60°，Zn原子半徑為 rnm，則底面邊長為2rnm，底面積=2rnm×2rnm×sin60°=2r2nm2，晶胞的高為nm，則晶胞體積=2r2nm2×nm=8r3nm3，晶胞中Zn原子數(shù)目=1+8×1/8=2，Zn原子總體積= 空間利用率=[÷（8r3nm3）]×100%=或；

故答案為：或；