Question

3．黃銅礦（CuFeS₂）是煉銅的最主要礦物，在野外很容易被誤會為黃金，又稱愚人金．

（1）火法冶煉黃銅礦的過程中，利用了Cu₂O與Cu₂S反應生成Cu單質(zhì)，反應的化學方程式是2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑．
（2）S位于周期表中ⅥA族，該族元素氫化物中，H₂Te比H₂S沸點高的原因是兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H₂Te相對分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力更強，H₂O比H₂Te沸點高的原因是兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵．
（3）S有+4和+6兩種價態(tài)的氧化物，回答下列問題：
①下列關于氣態(tài)SO₃和SO₂的說法中，正確的是AD．
A．中心原子的價層電子對數(shù)目相等             B．都是極性分子
C．中心原子的孤對電子數(shù)目相等               D．都含有極性鍵
②將純液態(tài)SO₃冷卻到289.8K時凝固得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如圖1，此固態(tài)SO₃中S原子的雜化軌道類型是sp³．
（4）Cu有+1和+2兩種價態(tài)的化合物，回答下列問題：
①Cu⁺的價層電子排布為3d¹⁰，Cu²⁺有1個未成對電子．
②新制的Cu（OH）₂能夠溶解于過量濃堿溶液中，反應的離子方程式是Cu（OH）₂+2OH^-=[Cu（OH）₄]^2-．
（5）CuFeS₂的晶胞如圖2所示，晶胞參數(shù)a=0.524nm，c=1.032nm；CuFeS₂的晶胞中每個Cu原子與4個S原子相連，列式計算晶體密度 ρ=$\frac{4×184g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$ g•cm^-3．

Answer 1

分析 （1）Cu₂O與Cu₂S反應生成Cu單質(zhì)，還生成二氧化硫；
（2）S的原子結(jié)構(gòu)有3個電子層，最外層電子數(shù)為6，H₂Te、H₂S中相對分子質(zhì)量大的沸點高，而水中含氫鍵；
（3）①SO₃中價電子對為3，沒有孤對電子，為平面三角形；而SO₂中價電子數(shù)為3，孤對電子數(shù)為1，為V型；
②圖1中固態(tài)SO₃中S原子形成4個共價單鍵；
（4）①Cu的原子序數(shù)為29，價電子為3d¹⁰4s¹，Cu²⁺中3d軌道上有9個電子；
②新制的Cu（OH）₂能夠溶解于過量濃堿溶液，生成絡離子；
（5）由面心上Cu與2個S相連，晶胞中每個Cu原子與4個S相連；結(jié)合ρ=$\frac{m}{V}$計算．

解答 解：（1）Cu₂O與Cu₂S反應生成Cu單質(zhì)，還生成二氧化硫，反應為2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，故答案為：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑；
（2）S的原子結(jié)構(gòu)有3個電子層，最外層電子數(shù)為6，位于第ⅥA族，H₂Te、H₂S中相對分子質(zhì)量大的沸點高，則H₂Te沸點高，H₂O比H₂Te沸點高的原因是兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵，
故答案為：ⅥA；兩者均為分子晶體且結(jié)構(gòu)相似，H₂Te相對分子質(zhì)量比H₂S大，分子間作用力更強；兩者均為分子晶體，H₂O分子中存在氫鍵；
（3）①SO₃中價電子對為3，沒有孤對電子，為平面三角形；而SO₂中價電子數(shù)為3，孤對電子數(shù)為1，為V型，則
A．中心原子的價層電子對數(shù)目相等，故A正確；             
B．三氧化硫是非極性分子，故B錯誤；
C．中心原子的孤對電子數(shù)目不等，故C錯誤；               
D．都含有S與O之間的極性鍵，故D正確；
故答案為：AD；
②圖1中固態(tài)SO₃中S原子形成4個共價單鍵，的雜化軌道類型是sp³，故答案為：sp³；
（4）①Cu的原子序數(shù)為29，價電子為3d¹⁰4s¹，Cu⁺的價層電子排布為3d¹⁰，Cu²⁺中3d軌道上有9個電子，只有1個單電子，故答案為：3d¹⁰；1；
②新制的Cu（OH）₂能夠溶解于過量濃堿溶液，生成絡離子，反應的離子方程式是為Cu（OH）₂+2OH^-=[Cu（OH）₄]^2-，故答案為：Cu（OH）₂+2OH^-=[Cu（OH）₄]^2-；
（5）由面心上Cu與2個S相連，晶胞中每個Cu原子與4個S相連；8個S均在體內(nèi)，由化學式為CuFeS₂，則含晶胞質(zhì)量為$\frac{4×184g/mol}{{N}_{A}}$，晶胞參數(shù)a=0.524nm，c=1.032nm，體積為（0.524×10^-7cm）²×1.032×10^-7cm，ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4×184g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$g•cm^-3，
故答案為：4；$\frac{4×184g/mol}{6.02×1{0}^{23}mo{l}^{-1}×（0.524×1{0}^{-7}cm）^{2}×1.032×1{0}^{-7}cm}$．

點評 本題考查晶胞計算及雜化等，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學生的分析能力的考查，把握物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)及計算等為解答該題的關鍵，題目難度較大．