Question

7．銅是重要金屬，Cu的化合物在科學研究和工業(yè)生產中具有許多用途，如CuSO₄溶液常用作電解液、電鍍液等．請回答以下問題：
（1）CuSO₄可由金屬銅與濃硫酸反應制備，該反應的化學方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）SO₄²ˉ的立體構型是正四面體結構，其中S原子的雜化軌道類型是SP³．
（3）元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，Au原子外圍電子排布式為5d¹⁰6s¹．一種銅合金晶體具有立方最密堆積的結構，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為3：1，該晶體中，原子之間的作用力是金屬鍵鍵合力．
（4）上述晶體具有儲氫功能，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中心（如圖），該晶體儲氫后的化學式應為Cu₃AuH₈；假設在另一條件下，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的八面體空隙中心，該晶體儲氫后的化學式為Cu₃AuH₄．（提示：查找四面體、八面體時，需假設Cu原子與Au原子等同；每個四面體、八面體內只填充一個氫原子）

Answer 1

分析 （1）Cu和濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化硫和硫酸銅；
（2）根據(jù)價層電子對互斥模型判斷；
（3）元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，則最外層電子數(shù)為1，以此判斷電子排布式，利用均攤法計算晶胞；
（4）利用均攤法計算．

解答 解：（1）Cu和濃硫酸在加熱條件下反應生成二氧化硫和硫酸銅，
反應的方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）硫酸根中心原子的價層電子對為：孤對電子數(shù)$\frac{6+2-2×4}{2}$=0，成鍵電子對數(shù)4，所以為正四面體結構，中心原子為sp³雜化；
故答案為：正四面體結構；SP³；
（3）元素金（Au）處于周期表中的第六周期，與Cu同族，則最外層電子數(shù)為1，則Au原子外圍電子排布式為5d¹⁰6s¹，在晶胞中Cu原子處于面心，N（Cu）=6×$\frac{1}{2}$=3，Au原子處于頂點位置，N（Au）=8×$\frac{1}{8}$=1，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為3：1，為金屬晶體，原子間的作用力為金屬鍵鍵合力，
故答案為：5d¹⁰6s¹；3：1；金屬鍵鍵合力；
（4）氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中，則H原子應位于晶胞內部，則應含有8個H，則化學式為Cu₃AuH₈，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的八面體空隙中心，則H原子應位于晶胞內部，則應含有4個H，則化學式為Cu₃AuH₄，
故答案為：Cu₃AuH₈；Cu₃AuH₄；

點評 本題側重于考查非極性分子的判斷、硫酸銅的制備方程式、水的檢驗方法、雜化軌道理論和立體構型、元素周期律的應用、元素的核外電子排布式等知識，題目難度中等，答題時注意根據(jù)信息得出合理推論．