Question

（本题15分）铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途.请回答以下问题：

（1）Cu+基态核外电子排布式为          

（2）与OH－互为等电子体的一种分子为        （填化学式）。

（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为__________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl₃，另一种的化学式为___________；

（4）Cu₂O的熔点比Cu₂S的            （填“高”或“低”），请解释原因_________。

（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_______；该晶体中，原子之间的作用力是________；

（6）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF₂的结构相似，该晶体储氢后的化学式应为__________。

（7）将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO₄作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是：2Fe^3＋＋Cu===2Fe^2＋＋Cu^2＋，请写出其第l步反应的离子方程式__________________________________。

Answer

（1）1s22s22p63s23p63d10 （1分）；（2）HF （1分）；

（3）sp3 K2CuCl3（各2分，4分）。

（4）高（1分）；由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。（2分）

（5）3:1 金属键（2分）；

（6）AuCu3H8 （2分）；（7）4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O（2分）。

【解析】

试题分析：（1）29号元素Cu原子失去最外层的有关电子变为Cu+，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；（2）OH－的电子数是10，与OH－互为等电子体的一种分子为HF；（3）a位置上Cl原子形成四对共用电子对，原子的杂化轨道类型为sp3杂化；其中一种化合物的化学式为KCuCl3，在该化合物中Cu的化合价为+2价，则在另一种化合物中Cu的化合价为+1价，另一种的化学式为K2CuCl3；（4）Cu2O和Cu2S都是离子化合物，由于O2-的离子半径小于S2-的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高。（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，一个晶胞中含有的Cu原子个数是：1/2×6=3；Au原子处于顶点位置，含有的Au原子个数是：1/8×8=1,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3:1；该晶体中，金属原子之间的作用力是金属键；（6）上述晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构为CaF2的结构相似，由于在一个CaF2晶胞中含有4个Ca2+、8个F-离子，所以在该物质的一个晶胞中含有8个H原子，Cu、Au原子个数的和是4，该晶体储氢后的化学式应为AuCu3H8。（7）将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，其第l步反应去氧气氧化溶液中的Fe2+变为Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可得反应的离子方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 。

考点：考查原子核外电子排布式的书写、原子的杂化方式、等电子体的书写、均摊法的应用、离子方程式的书写的知识。