Question

銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，超細(xì)銅粉可應(yīng)用于導(dǎo)電材料、催化劑等領(lǐng)域中；CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等．
（1）超細(xì)銅粉的某制備方法如下：

①[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含的化學(xué)鍵有

 

．
②向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)添加氨水，難溶物溶解得到深藍(lán)色的透明溶液．下列說法正確的是

 

（填字母序號）．
A．反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Cu²⁺的濃度不變
B．沉淀溶解后，將生成深藍(lán)色的[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子
C．向反應(yīng)后的溶液中加入乙醇，因?yàn)閇Cu（NH₃）₄]²⁺不與乙醇反應(yīng)，故溶液不會發(fā)生變化
D．在[Cu（NH₃）₄]²⁺中，NH₃分子中的氮原子給出孤電子對，Cu²⁺有空軌道接受電子對
（2）氯化亞銅（CuCl）的制備過程是：向CuCl₂溶液中通入一定量SO₂，微熱，反應(yīng)一段時(shí)間后即生成CuCl白色沉淀．反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）銅單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．

若已知銅的原子半徑為d，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，銅的相對原子質(zhì)量為M，請回答：
①晶胞中銅原子的配位數(shù)為

 

，一個(gè)晶胞中銅原子的數(shù)目為

 

；銅單質(zhì)晶體中原子的堆積方式是

 

堆積．
②該晶體的密度為

 

（用字母表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu),元素及其化合物

分析：（1）①[Cu（NH₃）₄]SO₄中存在離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵；
②A．硫酸銅先和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅，氫氧化銅和氨水反應(yīng)生成絡(luò)合物；
B．氫氧化銅和氨水反應(yīng)生成配合物而使溶液澄清；
C．絡(luò)合物在乙醇中溶解度較小，所以會析出；
D．配合物中，配位體提供孤電子對，中心原子提供空軌道形成配位鍵；
（2）在微熱條件下，氯化銅和二氧化硫反應(yīng)生成氯化亞銅，銅元素得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以二氧化硫被氧化生成硫酸；
（3）①銅晶胞屬于面心立方晶胞，Cu原子配位數(shù)=3×8×

1

2

；利用均攤法計(jì)算銅晶胞中銅原子個(gè)數(shù)；銅單質(zhì)晶體中原子的堆積方式是面心立方最密堆積；
②ρ=

m

V

=

M NA ×4

V

．

解答： 解：（1）①[Cu（NH₃）₄]SO₄中硫酸根離子和銅氨絡(luò)合離子之間存在離子鍵，銅原子和氨氣分子之間存在配位鍵，氮原子和H原子、硫酸根離子中S原子和O原子之間都存在共價(jià)鍵，所以該配合物中含有離子鍵、配位鍵和共價(jià)鍵，故答案為：離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵；
 ②A、硫酸銅和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加氨水時(shí)，氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液澄清，所以溶液中銅離子濃度減小，故A錯(cuò)誤；
B．硫酸銅和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加氨水時(shí)，氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應(yīng)生成絡(luò)合物離子[Cu（NH₃）₄]²⁺而使溶液澄清，故B正確；
C．[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(lán)色晶體，故C錯(cuò)誤；
D．在[Cu（NH₃）₄]²⁺離子中，Cu²⁺提供空軌道，N原子提供孤電子對，從而形成配位鍵，故D正確；
故選BD；
（2）在微熱條件下，氯化銅和二氧化硫反應(yīng)生成氯化亞銅，銅元素得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以二氧化硫被氧化生成硫酸，離子方程式為2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺，故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O═2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺；
（3）①銅晶胞屬于面心立方晶胞，Cu原子配位數(shù)=3×8×

1

2

=12；銅晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4；銅單質(zhì)晶體中原子的堆積方式是面心立方最密堆積，故答案為：12；4；面心立方最密；
②設(shè)該晶胞的邊長為x，則x=

(4d)2 2

=2

2

d，晶胞體積V=（2

2

d）³，ρ=

m

V

=

M NA ×4

V

=

M NA ×4

(2 2 d)3

=

M

4 2 d3NA

或

2

8d3NA

，故答案為：

M

4 2 d3NA

或

2

8d3NA

．

點(diǎn)評：本題以銅為載體考查了晶胞計(jì)算、配合物等知識點(diǎn)，會根據(jù)均攤法對晶胞進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，知道晶胞中密度的計(jì)算方法，為學(xué)習(xí)難點(diǎn)，知道配位鍵形成條件，題目難度不大．