Question

【題目】銅是重要金屬，Cu及其化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有許多用途。請(qǐng)回答以下問題：

（1）CuSO4可由金屬銅與稀硫酸并通入氧氣反應(yīng)制備，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；

（2）無水CuSO4粉末常用來檢驗(yàn)一些有機(jī)物中的微量水分，現(xiàn)象是________________；

（3）的立體構(gòu)型是________，其中S原子的雜化軌道類型是_______；

（4）元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子最外層電子排布式為______；一種銅合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，該合金中每一層均為__________（填“密置層”、“非密置層”），金原子的配位數(shù)為__________；該晶體中，原子之間的作用力是________；

（5）上述晶體具有儲(chǔ)氫功能，氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為___________。若Cu原子與Au原子的距離為a cm，則該晶體儲(chǔ)氫后的密度為_________。（含a的表達(dá)式）

Answer 1

【答案】2Cu+O2 +2H2SO4(稀) 2CuSO4 + 2H2O 白色粉末變成藍(lán)色晶體 正四面體 sp3 6s1 密置層 12 金屬鍵 H8AuCu3 g/cm3

【解析】

（1）金屬銅與稀硫酸并通入氧氣反應(yīng)制備CuSO4；

（2）無水CuSO4粉末為白色固體，吸收水后生成CuSO4H2O，為藍(lán)色晶體；

（3）根據(jù)價(jià)層電子互斥理論確定雜化方式及空間構(gòu)型；

（4）Au為79號(hào)元素，為IB族元素；晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，每一層為致密層；

（5）根據(jù)CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)確定H原子個(gè)數(shù)，再確定化學(xué)式。

（1）金屬銅與稀硫酸并通入氧氣反應(yīng)制備CuSO4，方程式為2Cu+O2+2H2SO4(稀)2CuSO4+2H2O；

（2）無水CuSO4粉末為白色固體，吸收水后生成CuSO4H2O，為藍(lán)色晶體，現(xiàn)象為白色粉末變成藍(lán)色晶體；

（3）SO42-中心S原子孤電子對(duì)數(shù)=（a-bx）=（6+2-2×4）=0，4條共價(jià)鍵，為sp3雜化，立體構(gòu)型為正四面體；

（4）Au為79號(hào)元素，為IB族元素，最外層為第六層，電子排布式為6s1；合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點(diǎn)位置，每一層為致密層；距Au原子最近的Cu在三個(gè)相互垂直的平面上，每個(gè)面上由4個(gè)，共計(jì)12個(gè)，則配位數(shù)為12；金屬原子之間存在金屬鍵；

（5）晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)相似，則H原子位于晶胞的內(nèi)部，且Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體有8個(gè)，則晶胞中H原子個(gè)數(shù)為8，Cu位于面心個(gè)數(shù)為6×=3，Au位于頂點(diǎn)個(gè)數(shù)為8×=1，則分子式為H8AuCu3；1mol晶胞的質(zhì)量=1×8+197+64×3=397g，晶胞的棱長(zhǎng)為l，則2l2=（2a）2，l=a，1mol晶胞的體積=2a3NAcm3，ρ== g/cm3。