精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
3.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,如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等.请回答以下问题:
(1)Cu位于元素周期表ⅠB 族.Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9
(2)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O;CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4•5H2O.
(3)SO42-的立体构型是正四面体,其中S原子的杂化轨道类型是sp3
(4)Cu2O的熔点比Cu2S的高(填“高”或“低”),请解释原因半径越小,晶格能越大,物质的熔沸点就越高.
(5)往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成2+配离子.已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是F的电负性大于N,NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键.
(6)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6s1;一种铜合金晶体具有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3:1;该晶体中,原子之间的作用力是金属键.
(7)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Cu3AuH8

分析 (1)铜是29号元素,位于周期表中第四周期,第ⅠB族,根据原子核外电子排布规律可写出Cu2+的核外电子排布式,据此答题;
(2)加热条件下,铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,无水硫酸铜是白色的,CuSO4•5H2O是蓝色的,显示水合铜离子特征蓝色;
(3)根据SO42-中心原子含有的共价键个数与孤电子对个数之和确定其空间构型和杂化方式;
(4)氧离子的半径小于硫离子,根据离子半径对晶格能的影响可知,半径越小,晶格能越大,物质的熔沸点就越高;
(5)N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,所以NH3中共用电子对偏向N,而在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子;
(6)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,则最外层电子数为1,以此判断电子排布式,利用均摊法计算晶胞;
(7)CaF2的结构如图,利用均摊法计算.

解答 解:(1)铜是29号元素,位于周期表中第四周期,第ⅠB族,根据原子核外电子排布规律可写出Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9
故答案为:ⅠB;1s22s22p63s23p63d9
(2)加热条件下,铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应方程式为:Cu+2 H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O,白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4•5H2O,显示水合铜离子特征蓝色;
故答案为:Cu+2 H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O;白色无水硫酸铜可与水结合生成蓝色的CuSO4•5H2O;
(3)SO42-离子中含有4个σ键,没有孤电子对,所以其立体构型是正四面体,硫原子采取sp3杂化;
故答案为:正四面体;sp3
(4)氧离子的半径小于硫离子,半径越小,晶格能越大,物质的熔沸点就越高,所以Cu2O的熔点比Cu2S的高;
故答案为:高;半径越小,晶格能越大,物质的熔沸点就越高;
(5)N、F、H三种元素的电负性:F>N>H,所以NH3中共用电子对偏向N,而在NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子;
故答案为:F的电负性大于N,NF3中,共用电子对偏向F,偏离N原子,导致NF3中N原子核对其孤对电子的吸引能力增强,难以形成配位键;
(6)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,则最外层电子数为1,则最外层电子排布式为6s1,在晶胞中Cu原子处于面心,N(Cu)=6×$\frac{1}{2}$=3,Au原子处于顶点位置,N(Au)=8×$\frac{1}{8}$=1,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3:1,为金属晶体,原子间的作用力为金属键;
故答案为:6s1;3:1;金属键;
(7)CaF2的结构如图,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中,则H原子应位于晶胞内部,则应含有8个H,则化学式为Cu3AuH8
故答案为:Cu3AuH8

点评 本题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、氧化还原反应等知识点,侧重考查学生分析计算能力,解题的难点在第(7)中对常见晶胞要熟记.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.以烯烃为原料,合成某些高聚物的路线如下:

已知:(或写成R代表取代基或氢)
(1)CH3CH=CHCH3的名称是2-丁烯.
(2)X中含有的官能团是碳碳双键、氯原子.
(3)D→E的反应类型是消去反应.
(4)甲为烃,F能与NaHCO3反应产生CO2
①下列有关说法正确的是ad.
a.有机物Z能发生银镜反应       b.有机物Y与HOCH2CH2OH 互为同系物
c.有机物Y的沸点比B低         d.有机物F能与己二胺缩聚成聚合物
②Y的同分异构体有多种,写出分子结构中含有酯基的所有同分异构体的结构简式HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH32、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3
③Z→W的化学方程式是
(5)高聚物H的结构简式是

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列说法正确的是(  )
A.标准状况下,1mol水的体积约是22.4升
B.1molH2所占的体积约是22.4升
C.标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4升
D.标准状况下,28g氮气和CO的混合气体的体积约是22.4升

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.2014年8月关于“食盐加碘”的问题被广大医疗专家、沿海居民热议,在社会引起广泛关注.某地市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明.
产品标准GB5461
产品等级一级
配  料食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量(以I计)20~50mg/kg
(1)碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应,配平化学方程式(将化学计量数填于空白处):
1KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O
(2)上述反应生成的I2用四氯化碳萃取.向碘的四氯化碳溶液中加入酸化的Na2SO3稀溶液,将I2还原,以回收四氯化碳.
①Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为:
a.将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中;
b.加入适量Na2SO3稀溶液;
c.分离出下层液体.
以上设计中遗漏的操作及在上述步骤中的位置是在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置.
(3)已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-.某学生测定食用精制盐的碘含量,其步骤为:
a.准确称取wg食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉溶液为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反应完全.
①判断c中反应恰好完全所依据的现象是滴最后一滴溶液,由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色.
②b中反应所产生的I2的物质的量是1.0×10-5mol.
③根据以上实验和包装袋说明,所测精制盐的碘含量是(以含w的代数式表示)$\frac{423}{w}$mg/kg.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.(1)下面是实验室制氯气的化学方程式:MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O.
已知标准状况下有1.12LCl2生成,则消耗的HCl的物质的量为0.2mol,被氧化的HCl的物质的量为0.1mol.
(2)在标准状况下,42.6g氯气的体积是13.44L.将其完全与铁化合,需要铁的物质的量是0.4mol.将生成的固体全部溶于水,配成500mL溶液,则该溶液中溶质的物质的量浓度是0.8mol/L.将此溶液取出50mL加水配制成200mL溶液,则其物质的量浓度是0.2mol/L.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.下列化合物中不存在配位键的是(  )
A.NH4ClB.[Cu(NH34]SO4C.[Ag(NH32]NO3D.CaCl2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

15.高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂.其生产工艺流程如图1:

请同答下列问题:
(1)写出向KOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式:2OH-+Cl2═ClO-+Cl-+H2O.
(2)在溶液Ⅰ中加入KOH固体的目的是AC(填编号).
A.为下一步反应提供碱性的环境
B.使KClO3转化为KClO
C.与溶液Ⅰ中过量的Cl2继续反应,生成更多的KClO
D.KOH固体溶解时会放出较多的热量,有利于提高反应速率
(3)从溶液Ⅱ中分离出K2FeO4后,还会有副产品KNO3、KCl,则反应③中发生反应的离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O.每制得59.4g K2FeO4,理论上消耗氧化剂的物质的量为0.45mol.
(4)高铁酸钾(K2FeO4)作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质,配平该反应的离子方程式:4FeO42-+10H2O?4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-
(5)从环境保护的角度看,制备K2FeO4较好的方法为电解法,其装置如图2所示.电解过程中阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O.
(6)高铁电池是一种新型二次电池,电解液为碱溶液,其反应式为3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH$?_{放电}^{充电}$3Zn+2K2FeO4+8H2O,放电时电池的负极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列物质递变规律不能用元素周期律解释的是(  )
A.金属性:Na>MgB.热稳定性:HF>HCl
C.酸性:H2SO3>H2CO3D.氧化性:O2>S

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.如图是课外活动小组设计的化学电源使LED灯发光的装置.下列说法不正确的是(  )
A.锌片换成铁片,电路中的电流方向不变
B.铜电极的电极反应式为Cu2++2e-=Cu
C.将硫酸换成柠檬汁,导线中仍有电子流动
D.装置中存在“化学能→电能→光能”的转换

查看答案和解析>>

同步练习册答案