【选修3：物质结构与性质】

10. 含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS)，是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料，可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题：

(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_______。

(2)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_______，原因是_______。

(3)SnCl₃^-的几何构型为_______，其中心离子杂化方式为_______。

(4)将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，下列物质中，属于顺磁性物质的是_______(填标号)。

A.

B.

C.

D.

(5)如图是硫的四种含氧酸根的结构：

根据组成和结构推断，能在酸性溶液中将Mn²⁺转化为MnO₄^-的是_______(填标号)。理由是_______。

【答案】(1)1：2##2：1

(2) ①. Cu ②. Cu的第二电离能失去的是3d¹⁰的电子，第一电离能失去的是4s¹电子，Zn的第二电离能失去的是4s¹的电子，第一电离能失去的是4s²电子，3d¹⁰电子处于全充满状态，其与4s¹电子能量差值更大

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(3) ①. 平面三角形 ②. sp²杂化 (4)B

(5) ①. D ②. D中含有-1价的O，易被还原，具有强氧化性，能将Mn²⁺转化为MnO₄^-

【解析】

【小问1详解】

基态S的价电子排布是3s²3p⁴，根据基态原子电子排布规则，两种自旋状态的电子数之比为：1：2或2：1。

【小问2详解】

Cu的第二电离能失去的是3d¹⁰的电子，第一电离能失去的是4s¹电子，Zn的第二电离能失去的是4s¹的电子，第一电离能失去的是4s²电子，3d¹⁰电子处于全充满状态，其与4s¹电子能量差值更大。

【小问3详解】

Sn是ⅣA族元素，SnCl₃^-的中心离子Sn²⁺价电子对数为，有3个σ键，没有孤电子对，中心离子是sp2杂化，SnCl₃^-的几何构型是平面三角形。

【小问4详解】

根据题意，具有顺磁性物质含有未成对电子。A.[Cu(NH₃)₂]Cl各原子核外电子均已成对，不符合题意;B.[Cu(NH₃)₄]SO₄中的Cu²⁺外围电子排布是3d⁹，有未成对电子，符合题意;C.[Zn(NH₃)₄]SO₄各原子核外电子均已成对，不符合题意;D.Na₂[Zn(OH)] 各原子核外电子均已成对，不符合题意;故答案选B。

【小问5详解】

Mn²⁺转化为MnO₄^-需要氧化剂，且氧化性比MnO₄^-的强，由SO₂使KMnO₄溶液褪色可知H₂SO₄的氧化性弱于MnO₄^-，故A不符合;B、C中的S化合价比H₂SO₄低，氧化性更弱，故B、C均不符合;D中含有-1价的O，易被还原，具有强氧化性，能将Mn²⁺转化为MnO₄^-，故D符合。

来源：小徐