Question

【題目】金屬銅是被人們認(rèn)識和利用較早的金屬之一，西漢《淮南萬畢術(shù)》中有“曾青得鐵則化為銅”的記載，“曾青”是CuSO4溶液。回答下列問題：

（1）一些銅鹽在灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的顏色，原因是___。

（2）CuSO4溶液中，金屬陽離子的最高能層符號為___；其中未成對電子數(shù)為___。

（3）CuSO4·5H2O可寫成[Cu(H2O)4SO4]H2O，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

①[Cu(H2O)4]2+中O原子的雜化類型為___。1mol[Cu(H2O)4]2+中含有σ鍵的個(gè)數(shù)為___(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）。

②CuSO4·5H2O結(jié)構(gòu)中含有的化學(xué)鍵的類型有___，所含元素的電負(fù)性大小順序?yàn)?/span>___。

（4）金屬銅的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①該晶胞結(jié)構(gòu)中含有由Cu原子構(gòu)成的正八面體空隙和正四面體空隙，則正八面體空隙數(shù)和正四面體空隙數(shù)的比為___。

②科研發(fā)現(xiàn)硫化銅可以作為一種極為重要的P型半導(dǎo)體，其晶胞結(jié)構(gòu)可以理解為銅晶胞中互不相鄰的正四面體形成的空隙被S2-占據(jù)，若該晶體的密度為ag·cm-3，則兩個(gè)最近的S2-之間的距離為___pm(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）。

Answer 1

【答案】灼燒時(shí)基態(tài)銅原子的電子躍遷到較高能級，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，將以一定波長（可見光區(qū)域）的光的形式釋放能量 M 1 sp3 12NA 配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵 O＞S＞H＞Cu 1：2 ××1010

【解析】

（1）銅鹽在灼燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生特殊的顏色，這是由于金屬的焰色反應(yīng)導(dǎo)致的：灼燒時(shí)基態(tài)銅原子的電子躍遷到較高能級，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，將以一定波長（可見光區(qū)域）的光的形式釋放能量；

故答案為：灼燒時(shí)基態(tài)銅原子的電子躍遷到較高能級，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，將以一定波長（可見光區(qū)域）的光的形式釋放能量；

（2）CuSO4溶液中，金屬陽離子的核外電子排布式為：，最高能層符號是M，3d有5個(gè)軌道，根據(jù)洪特規(guī)則和泡利不相容規(guī)則，一個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子，故有1個(gè)未成對電子；

故答案為：M；1；

（3）①[Cu(H2O)4]2+中O原子的雜化類型，可直接分析水中氧原子的雜化方式，根據(jù)公式計(jì)算，故氧原子采取sp3雜化；1mol[Cu(H2O)4]2+中，每摩爾水含2molσ鍵，氧和銅形成1mol配位鍵，故1mol[Cu(H2O)4]2+中含有σ鍵的個(gè)數(shù)為12NA；

故答案為：sp3；12NA；

②根據(jù)CuSO4·5H2O的結(jié)構(gòu)圖可知，4個(gè)水和銅形成配位鍵，由原子提供孤對電子，水與硫酸根均含共價(jià)鍵，硫酸銅還含有離子鍵，故CuSO4·5H2O結(jié)構(gòu)中含有的化學(xué)鍵的類型有配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵；根據(jù)元素周期律可知，元素周期表越靠近右上位置，電負(fù)性越強(qiáng)，故CuSO4·5H2O所含元素的電負(fù)性大小順序?yàn)?/span>O＞S＞H＞Cu；

故答案為：配位鍵、共價(jià)鍵和離子鍵；O＞S＞H＞Cu；

（4）①晶胞中共有同一頂點(diǎn)的3個(gè)面心的微粒與頂點(diǎn)微粒形成正四面體，晶胞中正四面體數(shù)目為8；面心位置6個(gè)微粒圍成正八面體，將晶胞補(bǔ)全可知共用1條棱的4個(gè)面心與該棱頂點(diǎn)微粒也圍成正八面體，而這樣的正八面體為4個(gè)晶胞共有，晶胞單獨(dú)占有正八面體數(shù)目 ，故晶體中正八面體和正四面體空隙數(shù)的比值為；

②該硫化銅（CuS）晶體中，硫離子位于8個(gè)頂點(diǎn)和6個(gè)面心，故1個(gè)晶胞中硫離子數(shù)為：，銅離子個(gè)數(shù)也為4，則晶胞體積：（pm3），兩個(gè)最近的S2-是位于頂點(diǎn)和面心的位置，則兩個(gè)最近的S2-之間的距離為邊長的倍，最近距離為：××1010；

故答案為××1010。