Question

【题目】锌是人体必需的微量元素，明朝《天工开物》中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。回答下列问题：

(1)基态Zn原子的价电子排布式为____________，在周期表中位置为________________。

(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。

①组成[Zn(NH3)4]SO4的元素中，除H外其余元素的第一电离能由大到小排序为________________________。

②在[Zn(NH3)4]SO4溶液中滴加NaOH溶液，未出现浑浊，其原因是___________________________。

③已知[Zn(NH3)4]2＋的空间构型与SO42-相同，则在[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋的杂化类型为________。

④以下作用力在[Zn(NH3)4]SO4晶体中存在的有________。

A．离子键 　B．极性共价键　C．非极性共价键

D．配位键　E．范德华力　　F．金属键

(3)ZnS晶胞结构如图(已知a为硫离子，b为锌离子)所示，ZnS晶体的熔点约为1 700 ℃。

①已知晶体密度为ρ g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值。则1个ZnS晶胞的体积为________cm3。

②ZnO与ZnS结构相似，熔点为1 975 ℃，其熔点较高的原因是_____________________________。

Answer 1

【答案】3d104s2 第四周期ⅡB族 N>O>S>Zn [Zn(NH3)4]2＋难电离，溶液中Zn2＋浓度很小，无法产生沉淀 sp3 ABD O2－的半径比S2－的小，ZnO晶体的晶格能较大

【解析】

(1)基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，由此可确定基态Zn原子的价电子排布式和其在周期表中位置。

(2)①一般情况下，元素的非金属性越强，第一电离能越大，但N的2p轨道半充满，处于较稳定状态，所以第一电离能出现反常，其第一电离能比O大；Zn为金属，其第一电离能比非金属小。②[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2+与NH3结合力强，难以发生电离，所以溶液中Zn2＋浓度很小，无法产生沉淀。③[Zn(NH3)4]2＋的空间构型为正四面体，由此可确定Zn2＋的杂化类型。④[Zn(NH3)4]SO4中含有离子键、极性共价键、配位键。(3) 由题图知，一个ZnS晶胞中含有4个Zn2＋，含S2－的个数为8×＋6×＝4，1个ZnS晶胞的质量为 g，由此可求出1个ZnS晶胞的体积。②O2－的半径比S2－的小，故ZnO晶体的晶格能较大。

(1)基态Zn原子的价电子排布式为3d104s2，在周期表中位置为第四周期ⅡB族。答案为：3d104s2；第四周期ⅡB族；

(2)①一般情况下，元素的非金属性越强，第一电离能越大，但N的2p轨道半充满，处于较稳定状态，所以第一电离能出现反常，其第一电离能比O大；Zn为金属，其第一电离能比非金属小，故N、O、S、Zn的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S>Zn。答案为：N>O>S>Zn；

②[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2+与NH3结合力强，难以发生电离，所以溶液中Zn2＋浓度很小，无法产生沉淀。答案为：[Zn(NH3)4]2＋难电离，溶液中Zn2＋浓度很小，无法产生沉淀；

③[Zn(NH3)4]2＋的空间构型为正四面体，Zn2＋的杂化类型为sp3杂化。答案为：sp3；

④[Zn(NH3)4]SO4中含有离子键、极性共价键、配位键。答案为：ABD；

(3)①由题图知，一个ZnS晶胞中含有4个Zn2＋，含S2－的个数为8×＋6×＝4，1个ZnS晶胞的质量为 g，故1个ZnS晶胞的体积为cm3。答案为：；

②O2－的半径比S2－的小，故ZnO晶体的晶格能较大，熔点较高。答案为：O2－的半径比S2－的小，ZnO晶体的晶格能较大。