Question

【题目】硫酸是重要的化工原料，我国主要采用接触法生产硫酸，主要过程如下：

FeS2 SO2 SO3 H2SO4

回答下列问题：

（1）基态V原子的电子排布式为________，基态Fe原子核外未成对电子数为______。

（2）组成H2SO4的元素中，电负性由大到小的顺序是________，SO2分子的VSEPR模型为________。

（3）固态SO3能以无限长链形式存在（如图所示）。其中S原子的杂化形式为______。长链结构中，连接2个S原子的O原子称为桥氧，连接1个S原子的O原子称为端基氧，则与S原子形成化学键键长更大的是________（填“桥氧”或“端基氧”），原因是______________。

（4）绿矾是一种重要的硫酸盐，其组成可写成[Fe(H2O)6]2+[SO4(H2O)]2-，水合阴离子中H2O通过氢键与SO42-中的O原子相联结，按图示画出含氢键的水合阴离子：______________。

（5）一种含Fe、Cu、S三种元素的矿物晶胞如图所示，属于四方晶系（晶胞底面为正方形）。S2-的配位数为______。若晶胞的底面边长为a pm，高为b pm，晶体密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数可表示为____________（写出表达式）。

Answer 1

【答案】[Ar]3d34s2 4 O＞S＞H 平面三角形 sp3 桥氧 端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大 4

【解析】

(1)V原子为23号元素，基态原子核外有23个电子，所以电子排布式为：[Ar]3d34s2；基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道有4个电子未成对；

(2)非金属性越强，电负性越大，所以H、S、O三种元素电负性由大到小为O＞S＞H；二氧化硫分子中心原子价层电子对数为=3，所以为sp2杂化，其VSEPR模型为平面三角形；

(3)根据固体SO3的结构可知每个S原子形成4个σ键，价层电子对数为4，所以为sp3杂化；端基氧与硫原子形成双键，桥氧为硫氧单键，硫氧单键键长比硫氧双键大，所以桥氧化学键键长更大；

(4)氢键结合的情况可用X－H…Y表示，所以含氢键的水合阴离子为；

(5)根据晶胞示意图可知S2-连接两个亚铁离子和两个铜离子，所以S2-的配位数为4；根据均摊法晶胞中S2-的个数为8，Fe2+的个数为，Cu2+个数为=4，所以晶胞的质量m=，晶胞体积V=a2b pm3= a2b×10-30 cm3，所以晶胞的密度ρ=，可解得NA=。