Question

我國的銅礦儲量居世界第三位，主要集中在江西、云南、甘肅、湖北、安徽、西藏等．銅及其化合物在現(xiàn)代社會中有著極其廣泛的應用．
（1）銅元素在元素周期表中是處于第4周期、第ⅠB族．基態(tài)銅原子的外圍電子排布式是

 

．
（2）我國古代發(fā)明的濕法煉銅是將鐵加入硫酸銅溶液中而獲得銅，這是濕法冶金術的起源，該煉銅方法的反應的離子方程式為

 

．
（3）銅的某種氯化物晶體的晶胞如圖1所示，在此晶體中Cl^-離子的配位數(shù)為

 

．該晶體的熔點與CuO晶體的熔點相比較，熔點較高的是

 

（填晶體的化學式）．
（4）Cu₂O晶體的晶胞如圖2所示，在1個Cu₂O晶胞中所包含的Cu原子數(shù)目為

 

．
（5）已知Cu⁺在酸性溶液中不穩(wěn)定，易發(fā)生反應生成Cu²⁺和Cu．現(xiàn)有濃硝酸、濃硫酸、稀硝酸、稀硫酸、FeCl₃溶液及pH試紙，而沒有其它試劑．請簡述如何用最簡便的實驗方法來檢驗CuO經(jīng)氫氣還原所得的紅色產(chǎn)物中是否含有堿性氧化物Cu₂O．答：

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：原子組成與結構專題,化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據(jù)Cu原子序數(shù)，結合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則及補充規(guī)則寫出核外電子排布式，從而得到答案；
（2）利用的Fe還原性將Cu²⁺還原為單質(zhì)，根據(jù)反應物和生成物寫出離子方程式；
（3）根據(jù)晶胞結構判斷Cl^-離子配位數(shù)；二者屬于離子晶體，比較晶格能判斷熔沸點高低；
（4）利用均攤法計算得出；
（5）在驗證是否有Cu₂O時，可用利用Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，若在紅色固體中加入硫酸，出現(xiàn)藍色溶液說明有氧化亞銅，否則沒有．

解答： 解：（1）Cu原子序數(shù)為29，結合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則及補充規(guī)則寫出核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，價電子排布式為：3d¹⁰4s¹，
故答案為：3d¹⁰4s¹；
（2）利用的Fe還原性將Cu²⁺還原為單質(zhì)，根據(jù)反應物和生成物寫出離子方程式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案為：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（3）Cl^-離子位于晶胞頂點，被8個晶胞共有，4個Cu⁺平均分布于晶胞的體心，即距離Cl^-離子最近的Cu⁺數(shù)目為4，則Cl^-離子的配位數(shù)為4；二者屬于離子晶體，氧離子半徑小于氯離子，即CuO晶體的晶格能大于CuCl晶格能，熔沸點較高，
故答案為：4，CuO；
（4）黑球位于體內(nèi)，數(shù)目為4，白球位于頂點和體心，數(shù)目為8×

1

8

+1=2，化學式為Cu₂O，即晶胞中含有4個Cu原子，
故答案為：4；
（5）根據(jù)題中信息，可用利用反應Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O來檢驗，取紅色固體少量于試管中，向試管中滴加稀硫酸，充分振蕩，若發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)樗{色，則說明樣品中混有Cu₂O，若沒有發(fā)現(xiàn)溶液變?yōu)樗{色，則說明樣品中沒有Cu₂O，
故答案為：取少量該紅色產(chǎn)物放入稀硫酸，（振蕩）若溶液變?yōu)樗{色，說明產(chǎn)物中有Cu₂O；若溶液不變色，說明產(chǎn)物中無Cu₂O．

點評：本題綜合考查物質(zhì)結構與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、離子方程式書寫、晶胞結構等，難度中等，其中晶胞結構中對學生的思維能力、空間想象能力有一定的要求．