Question

我国的铜矿储量居世界第三位，主要集中在江西、云南、甘肃、湖北、安徽、西藏等．铜及其化合物在现代社会中有着极其广泛的应用．
（1）铜元素在元素周期表中是处于第4周期、第ⅠB族．基态铜原子的外围电子排布式是

 

．
（2）我国古代发明的湿法炼铜是将铁加入硫酸铜溶液中而获得铜，这是湿法冶金术的起源，该炼铜方法的反应的离子方程式为

 

．
（3）铜的某种氯化物晶体的晶胞如图1所示，在此晶体中Cl^-离子的配位数为

 

．该晶体的熔点与CuO晶体的熔点相比较，熔点较高的是

 

（填晶体的化学式）．
（4）Cu₂O晶体的晶胞如图2所示，在1个Cu₂O晶胞中所包含的Cu原子数目为

 

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（5）已知Cu⁺在酸性溶液中不稳定，易发生反应生成Cu²⁺和Cu．现有浓硝酸、浓硫酸、稀硝酸、稀硫酸、FeCl₃溶液及pH试纸，而没有其它试剂．请简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu₂O．答：

 

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Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：（1）根据Cu原子序数，结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则及补充规则写出核外电子排布式，从而得到答案；
（2）利用的Fe还原性将Cu²⁺还原为单质，根据反应物和生成物写出离子方程式；
（3）根据晶胞结构判断Cl^-离子配位数；二者属于离子晶体，比较晶格能判断熔沸点高低；
（4）利用均摊法计算得出；
（5）在验证是否有Cu₂O时，可用利用Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O，若在红色固体中加入硫酸，出现蓝色溶液说明有氧化亚铜，否则没有．

解答： 解：（1）Cu原子序数为29，结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则及补充规则写出核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，价电子排布式为：3d¹⁰4s¹，
故答案为：3d¹⁰4s¹；
（2）利用的Fe还原性将Cu²⁺还原为单质，根据反应物和生成物写出离子方程式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu，
故答案为：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu；
（3）Cl^-离子位于晶胞顶点，被8个晶胞共有，4个Cu⁺平均分布于晶胞的体心，即距离Cl^-离子最近的Cu⁺数目为4，则Cl^-离子的配位数为4；二者属于离子晶体，氧离子半径小于氯离子，即CuO晶体的晶格能大于CuCl晶格能，熔沸点较高，
故答案为：4，CuO；
（4）黑球位于体内，数目为4，白球位于顶点和体心，数目为8×

1

8

+1=2，化学式为Cu₂O，即晶胞中含有4个Cu原子，
故答案为：4；
（5）根据题中信息，可用利用反应Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O来检验，取红色固体少量于试管中，向试管中滴加稀硫酸，充分振荡，若发现溶液变为蓝色，则说明样品中混有Cu₂O，若没有发现溶液变为蓝色，则说明样品中没有Cu₂O，
故答案为：取少量该红色产物放入稀硫酸，（振荡）若溶液变为蓝色，说明产物中有Cu₂O；若溶液不变色，说明产物中无Cu₂O．

点评：本题综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、离子方程式书写、晶胞结构等，难度中等，其中晶胞结构中对学生的思维能力、空间想象能力有一定的要求．