Question

【題目】用黃銅礦(主要成分是CuFeS2)生產粗銅的反應原理如下：

(1)已知在反應①、②中均生成相同的氣體分子，該氣體具有漂白性。請分別寫出反應①、②的化學方程式是___________________、__________________。

(2)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為________，硫、氧元素相比，第一電離能較大的是________。

(3)反應①和②生成的氣體分子的中心原子的雜化類型是________，分子的空間構型是________。

(4)某學生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實驗，CuSO4溶液中加氨水生成藍色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深藍色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體，請解釋加入乙醇后析出晶體的原因_______________。

Answer 1

【答案】2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ 1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1 氧 sp2 V型 乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質的溶解度

【解析】

(1)由題給信息知反應①是Cu2S和O2反應生成Cu2O的反應，由于Cu元素的化合價不變，O元素的化合價降低，則S元素的化合價一定升高，結合所學知識知道生成的物質為SO2；反應②是Cu2O和Cu2S反應生成Cu的反應，Cu元素的化合價降低，元素S的化合價升高生成SO2，根據電子守恒、原子守恒配平化學方程式即可；

(2)Cu是29號元素，根據核外電子排布規(guī)律書寫銅的基態(tài)原子價電子排布式；

同一主族的元素，元素的非金屬性越強，其第一電離能越大；

(3)由(1)分析知反應①②生成的相同氣體分子是SO2，根據價層電子對數及含有的孤電子對判斷其空間構型、中心原子的雜化方式；

(4)[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，向溶液中加入乙醇后會析出藍色晶體[Cu(NH3)4]SO4。

(1)由題給信息知反應①是Cu2S和O2反應生成Cu2O的反應，由于Cu元素的化合價不變，O元素的化合價降低，則S元素的化合價一定升高，結合所學知識知道生成的物質為SO2；反應②是Cu2O和Cu2S反應生成Cu的反應，Cu元素的化合價降低，元素S的化合價升高生成SO2，根據電子守恒、原子守恒，可得反應的化學方程式分別是：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑；

(2)Cu是29號元素，原子核外電子數為29，根據構造原理可得基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或寫為[Ar]3d104s1；同一主族的元素，元素的非金屬性越強，其第一電離能越大。由于元素的非金屬性O>S，所以第一電離能較大的是氧；

(3)由(1)分析知反應①②生成的相同氣體分子是SO2，SO2中中心S原子的價層電子對數為：2+=3，且S原子上含有一對孤電子對，所以SO2分子的空間構型是V型、中心原子的雜化方式為sp2雜化；

(4)向CuSO4溶液中加氨水生成Cu(OH)2藍色沉淀和(NH4)2SO4，再向其中加入過量氨水，Cu(OH)2與一水合氨反應產生[Cu(NH3)4]2+，使沉淀溶解，得到深藍色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體，這是由于[Cu(NH3)4]SO4·H2O是離子化合物，水是由極性分子構成的溶劑，而乙醇分子的極性相對水來說較小，從而減小溶質的溶解度，因此在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，則會析出深藍色的晶體[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體。