Question

【化学——选修3：物质结构与性质】目前半导体生产展开了一场“铜芯片”革命—在硅芯片上用铜代替铝布线，古老的金属铜在现代科技应用上取得了突破，用黄铜矿(主要成分为CuFeS₂)生产粗铜，其反应原理如下：

（1）基态铜原子的外围电子排布式为__________________，硫、氧元素相比，第一电离能较大的元素是________(填元素符号)。

（2）反应①、②中均生成有相同的气体分子，该分子的中心原子杂化类型是___，其立体结构是____。

（3）某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验：CuSO₄溶液蓝色沉淀沉淀溶解，得到深

蓝色透明溶液。写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式______；深蓝色透明溶液中的阳离子(不考虑H^＋)内存在的全部化学键类型有                。

（4）铜是第四周期最重要的过渡元素之一，其单质及化合物具有广泛用途，铜晶体中铜原子堆积模型为_____________；铜的某种氧化物晶胞结构如图所示，若该晶体的密度为d g/cm³，阿伏加德罗常数的值为N_A，则该晶胞中铜原子与氧原子之间的距离为________pm。((用含d和N_A的式子表示)。

Answer

（1）3d104s1 （2分） O （1分） （2）sp2（2分） V形（2分）

（3）Cu(OH）2+4NH3·H2O＝[Cu(NH3）4]2++2OH-+4H2O （2分） 共价键、配位键（2分）

（4）面心立方最密堆积（1分）（3分）

【解析】试题分析：（1）根据构造原理可知，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d 104s1，所以基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1；同主族元素第一电离能自上而下逐渐减小，所以第一电离能较大的是O；

（2）反应①和②生成的气体分子是二氧化硫，SO2中价层电子对个数=2+(6-2×2)=3，所以S原子采用sp2杂化，由于含有一个孤电子对，其空间构型是V型；

（3）硫酸铜溶液与氨水生成氢氧化铜蓝色沉淀，氢氧化铜溶于过量的氨水，形成[Cu(NH3)4]2+离子，蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O，深蓝色透明溶液中的阳离子(不考虑H+)内存在的全部化学键类型有共价键、配位键；

（4）铜晶体中铜原子堆积模型为面心立方最密堆积，在铜的某种氧化物晶胞中，O原子在晶胞的顶点和体心，故O原子数=×8+1=2，Cu原子全部在体心，故Cu原子数=4，即一个氧化亚铜晶胞中有2个O原子和4个Cu原子。设晶胞的边长为x，则晶胞的密度可表示为d g/cm3＝＝，铜原子与氧原子之间的距离为x＝cm＝pm。

考点：考查了物质结构、原子结构、晶体的计算等相关知识。