Question

目前半導體的生產展開了一場“銅芯片”革命--在硅芯片上用銅絲代替鋁布線，古老的金屬銅在現(xiàn)代科技的應用上取得了新的突破，用黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）生產粗銅的反應原理如下：
CuFeS₂

O2

800℃

Cu₂S

O2

△①

Cu₂O

Cu2S

△②

Cu
（1）寫出反應的化學方程式：

 

寫出反應②的化學方程式：

 

假如上述各步都能完全反應，1000t含雜質8%的黃銅礦最多可得到含銅96%的粗銅質量為

 

（2）基態(tài)銅原子的價電子排布式為

 

．硫、氧元素相比，第一電離能較大的是

 

．
（3）在反應①、②中均有相同的氣體分子生成，該分子的中心原子的雜化類型是

 

；其立體結構是

 

．
（4）某學生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實驗：

深藍色溶液中的陽離子內存在的化學鍵類型有共價鍵和配位鍵．向此溶液中加入乙醇后可觀察到析出深藍色的晶體，該晶體的化學式為

 

．
（5）氧化銅的晶胞結構如圖所示，若該晶胞的邊長為acm．則該氧化物的密度為

 

g?cm³（用N_A表示阿伏加德羅常數(shù)的值）

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（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二氧化硫．化學方程式為同理，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的化合價升高生成二氧化硫，知道了反應物和生成物，配平化學方程式即可；
（2）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫銅的基態(tài)原子價電子排布式；
同主族元素第一電離能自上而下逐漸減�。�
（3）由（1）分析知反應①②生成的相同氣體分子是SO₂，SO₂中價層電子對個數(shù)=2+

1

2

（6-2×2）=3，且含有一個孤電子對，所以其空間構型是V型，S原子采用sp²雜化；
（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；
（5）由均攤法計算氧化亞銅晶胞中Cu原子和O原子的數(shù)目，根據(jù)密度計算公式ρ=

m

V

計算即可．

解答： 解：（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二氧化硫．化學方程式為2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂；
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的化合價升高生成二氧化硫，化學方程式為2Cu₂O+Cu₂S═6Cu+SO₂；
由CuFeS₂

O2

800℃

Cu₂S

O2

△①

Cu₂O

Cu2S

△②

Cu，根據(jù)Cu元素守恒，可得出1molCuFeS₂生成1molCu，設制得粗銅質量為m，則
   CuFeS₂--Cu，
  184t      64t
1000t×8%   m×96%
64t×1000t×8%=184t×m×96%
解得m=29.0t；
故答案為：2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S═6Cu+SO₂；29.0t；
（2）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，銅的基態(tài)原子價電子電子排布式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；氧；
（3）由（1）分析知反應①②生成的相同氣體分子是SO₂，SO₂中價層電子對個數(shù)=2+

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，其空間構型是V型；
故答案為：sp²；V型；
（4）向深藍色透明溶液加入乙醇，由于[Cu（NH₃）₄]SO₄在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，所以會析出深藍色的晶體：Cu（NH₃）₄SO₄?H₂O；
故答案為：Cu（NH₃）₄SO₄?H₂O；
（5）O原子在晶胞的頂點和體心，故O原子數(shù)=8×

1

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，則該氧化物的密度ρ=

m

V

=

64g/mol×4+32g/mol×2 NA

a3

=

320

a3?NA

cm3．
故答案為：

320

a3?NA

．

點評：本田考查了晶胞的計算、核外電子排布、雜化軌道方式以及分子構型和配合物的內容，綜合性較強，難度中等，利用均攤法計算晶胞的組成．