Question

20．目前半導(dǎo)體生產(chǎn)展開了一場“銅芯片”革命--在硅芯片上用銅代替鋁布線，古老的金屬銅在現(xiàn)代科技應(yīng)用上取得了突破．用黃銅礦（主要成分為CuFeS₂）生產(chǎn)粗銅，其反應(yīng)原理如下：
CuFeS₂$→_{800℃}^{O_{2}}$Cu₂S$→_{①}^{O_{2}，△}$Cu₂O$→_{②}^{Cu_{2}S，△}$Cu→CuSO₄
（1）基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d¹⁰4s¹，硫、氧元素相比，第一電離能較大的元素是O（填元素符號）．
（2）反應(yīng)①、②中均生成有相同的氣體分子，該分子的中心原子雜化類型是sp²，其立體結(jié)構(gòu)是V，與該分子互為等電子體的單質(zhì)氣體的化學(xué)式是O₃．
（3）某學(xué)生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實(shí)驗(yàn)：CuSO₄溶液$\stackrel{氨水}{→}$藍(lán)色沉淀$\stackrel{氨水}{→}$沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液．寫出藍(lán)色沉淀溶于氨水的離子方程式：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（4）銅是第四周期最重要的過渡元素之一，其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途．銅晶體中銅原子堆積模型為面心立方最密堆積；銅的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，若該晶體的密度為d g/cm³，阿伏加德羅常數(shù)的值為N_A，則該晶胞中銅原子與氧原子之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{288}{d{N}_{A}}}$×10¹⁰pm．（用含d和N_A的式子表示）

Answer 1

分析 （1）Cu位于第四周期ⅤⅡB族，是29號元素，基態(tài)銅原子的價電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；同主族元素第一電離能自上而下逐漸減�。�
（2）由（1）分析知反應(yīng)①②生成的相同氣體分子是SO₂，SO₂中價層電子對個數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，且含有一個孤電子對，所以其空間構(gòu)型是V型，S原子采用sp²雜化；
（3）硫酸銅溶液與氨水生成氫氧化銅，氫氧化銅溶于過量的氨水，形成[Cu（NH₃）₄]²⁺離子；
（4）銅晶體中銅原子堆積模型為面心立方最密堆積，由均攤法計(jì)算氧化亞銅晶胞中Cu原子和O原子的數(shù)目，根據(jù)密度計(jì)算公式ρ=$\frac{m}{ρ}$計(jì)算出體積，再計(jì)算銅原子與氧原子之間的距離即可．

解答 解：（1）Cu位于第四周期ⅤⅡB族，是29號元素，基態(tài)銅原子的價電子排布式為3d¹⁰4s¹；同主族元素第一電離能自上而下逐漸減小，所以第一電離能較大的是氧；
故答案為：3d¹⁰4s¹；O；
（2）由（1）分析知反應(yīng)①②生成的相同氣體分子是SO₂，SO₂中價層電子對個數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（6-2×2）=3，所以S原子采用sp²雜化，由于含有一個孤電子對，其空間構(gòu)型是V型；與二氧化硫互為等電子體的有O₃；
故答案為：sp²；V型；O₃；
（3）硫酸銅溶液與氨水生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，氫氧化銅溶于過量的氨水，形成[Cu（NH₃）₄]²⁺離子，藍(lán)色沉淀溶于氨水的離子方程式為Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，深藍(lán)色透明溶液中的陽離子（不考慮H⁺）內(nèi)存在的全部化學(xué)鍵類型有共價鍵、配位鍵，
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；共價鍵、配位鍵；
（4）銅晶體中銅原子堆積模型為面心立方最密堆積，在銅的某種氧化物晶胞中，O原子在晶胞的頂點(diǎn)和體心，故O原子數(shù)=$\frac{1}{8}$×8+1=2，Cu原子全部在體心，故Cu原子數(shù)=4，即一個氧化亞銅晶胞中有2個O原子和4個Cu原子，根據(jù)密度計(jì)算公式ρ=$\frac{m}{V}$可知，體積V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{288}{{N}_{A}}}ronxh95$=$\frac{288}{d{N}_{A}}$cm³，所以晶胞的邊長為$\root{3}{\frac{288}{d{N}_{A}}}$cm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)圖可知，晶胞中銅原子與氧原子之間的距離晶胞邊長的$\frac{\sqrt{3}}{4}$，所以該晶胞中銅原子與氧原子之間的距離為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{288}{d{N}_{A}}}$cm=$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{288}{d{N}_{A}}}$×10¹⁰pm，

故答案為：面心立方最密堆積；$\frac{\sqrt{3}}{4}$$\root{3}{\frac{288}{d{N}_{A}}}$×10¹⁰．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、配位鍵、微�？臻g構(gòu)型判斷等知識點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生計(jì)算及空間想象能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，注意Cu、O原子之間的距離與棱長的關(guān)系，為易錯點(diǎn)．