Question

铜是重要金属，Cu及其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）CuSO₄可由金属铜与稀硫酸并通入氧气反应制备，该反应的化学方程式为_______；

（2）无水CuSO₄粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，现象是________________；

（3）SO的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是_______；

（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜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，该合金中每一层均为          （填“密置层”、“非密置层”），金原子的配位数为          ；该晶体中，原子之间的作用力是________；

（5）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与CaF₂的晶胞结构结构相似，该晶体储氢后的化学式应为___________。若Cu原子与Au原子的距离为a cm，则该晶体储氢后的密度为        。（含a的表达式）

Answer

（1）2Cu+O2 +2H2SO4(稀)2CuSO4 + 2H2O；（2）白色粉末变成蓝色晶体；（3）正四面体，sp3；（4）6s1 密置层 12 金属键（5）H8AuCu3 g/cm3

【解析】

试题分析：（1）加热条件下，Cu和稀硫酸、氧气发生氧化还原反应生成硫酸铜和水，根据反应物、生成物和反应条件书写方程式为2Cu+O2 +2H2SO4(稀) 2CuSO4+2H2O；

（2）无水硫酸铜固体是白色、五水硫酸铜晶体是蓝色，所以无水硫酸铜吸水后固体由白色变为蓝色；

（3）硫酸根离子中S原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定硫酸根离子空间构型为正四面体，S原子杂化方式为sp3；

（4）根据Cu原子结构知，Au原子最外层为第6电子层，且最外层只有一个电子，其最外层电子排布式为6s1；一种铜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，该合金中每一层均为密置层，Au原子配位数＝＝12；该晶体是由金属晶体，原子之间存在金属键；

（5）该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的晶胞结构结构相似，则在金属晶胞内部有8个H原子，该晶胞中含有Au原子个数＝8×1/8＝1、Cu原子个数＝6×1/2＝3，据此判断其化学式为H8AuCu3；若Cu原子与Au原子的距离为a cm，则晶胞棱长＝，晶胞体积＝（）3，晶胞密度＝＝ g/cm3。

考点：考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子核外电子排布、原子杂化、空间构型判断、氧化还原反应等