Question

【題目】用黃銅礦(主要成分是CuFeS2)生產(chǎn)粗銅的反應(yīng)原理如下：

(1)已知在反應(yīng)①、②中均生成相同的氣體分子，該氣體具有漂白性。請分別寫出反應(yīng)①、②的化學(xué)方程式________________、__________________。

(2)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為____________，硫、氧元素相比，第一電離能較大的是______。

(3)反應(yīng)①和②生成的氣體分子的中心原子的雜化類型是______，分子的空間構(gòu)型是______。

(4)C、Si為同一主族的元素，CO2和SiO2化學(xué)式相似，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有很大不同。CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵。從原子半徑大小的角度分析，為何C、O原子間能形成，而Si、O原子間不能形成上述π鍵________________。

(5)Cu2O的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞的邊長為a cm，則Cu2O的密度為__________g·cm－3(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值)。

Answer 1

【答案】 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ 1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1　 O sp2　 V形 Si的原子半徑較大，Si、O原子間距離較大，p—p軌道“肩并肩”重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵

【解析】

（1）由題給信息知反應(yīng)①是Cu2S和O2反應(yīng)生成Cu2O的反應(yīng)，由于Cu元素的化合價(jià)不變，O元素的化合價(jià)降低，則S元素的化合價(jià)一定升高，結(jié)合所學(xué)知識知道生成的物質(zhì)為二氧化硫．化學(xué)方程式為同理，反應(yīng)②是Cu2O和Cu2S反應(yīng)生成Cu的反應(yīng)，Cu元素的化合價(jià)降低，元素S的化合價(jià)升高生成二氧化硫，知道了反應(yīng)物和生成物，配平化學(xué)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)原子電子排布式；同主族元素第一電離能自上而下逐漸減小；（3）根據(jù)SO2中S原子采用sp2雜化進(jìn)行分析；（4）Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大；（5）根據(jù)密度=計(jì)算。

（1）由題給信息知反應(yīng)①是Cu2S和O2反應(yīng)生成Cu2O的反應(yīng)，由于Cu元素的化合價(jià)不變，O元素的化合價(jià)降低，則S元素的化合價(jià)一定升高，結(jié)合所學(xué)知識知道生成的物質(zhì)為二氧化硫．化學(xué)方程式為2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2；反應(yīng)②是Cu2O和Cu2S反應(yīng)生成Cu的反應(yīng)，Cu元素的化合價(jià)降低，元素S的化合價(jià)升高生成二氧化硫，化學(xué)方程式為2Cu2O+Cu2S═6Cu+SO2；（2）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，銅的基態(tài)原子電子排布式1s22s22p63s23d104s1或[Ar]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O；（3）由（1）分析知反應(yīng)①②生成的相同氣體分子是SO2，SO2中價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=2+（6-2×2）=3，所以S原子采用sp2雜化，由于含有一個(gè)孤電子對，其空間構(gòu)型是V型；（4）CO2中C與O原子間形成σ鍵和π鍵，SiO2中Si與O原子間不形成上述π鍵，是因Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大，P-P軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵，故答案為：Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大，P-P軌道肩并肩重疊程度較小，不能形成上述穩(wěn)定的π鍵；（5）O原子在晶胞的頂點(diǎn)和體心，故O原子數(shù)=8=2，Cu原子全部在體心，故Cu原子數(shù)=4，即一個(gè)氧化亞銅晶胞中有2個(gè)O原子和4個(gè)Cu原子，則該氧化物的密度===。