Question

3．用黃銅礦（主要成分是CuFeS₂）生產粗銅的反應原理如下：

（1）已知在反應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①、②的化學方程式2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂、2Cu₂O+Cu₂S═6Cu+SO₂．
（2）基態銅原子的核外電子排布式為3d¹⁰4s¹，硫、氧元素相比，第一電離能較大的是氧．
（3）C、Si為同一主族的元素，CO₂和SiO₂化學式相似，但結構和性質有很大不同．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，不能形成上述穩定的π鍵．

Answer 1

分析 （1）由題給信息知反應①是Cu₂S和O₂反應生成Cu₂O的反應，由于Cu元素的化合價不變，O元素的化合價降低，則S元素的化合價一定升高，結合所學知識知道生成的物質為二氧化硫．化學方程式為同理，反應②是Cu₂O和Cu₂S反應生成Cu的反應，Cu元素的化合價降低，元素S的化合價升高生成二氧化硫，知道了反應物和生成物，配平化學方程式即可；
（2）Cu是29號元素，原子核外電子數為29，根據核外電子排布規律書寫銅的基態原子價電子排布式；同主族元素第一電離能自上而下逐漸減小；
（3）Si原子比C原子半徑大，Si、O原子間距離較大．

解答 解：（1）由題給信息知反應①是Cu₂S和O₂反應生成Cu₂O的反應，由于Cu元素的化合價不變，O元素的化合價降低，則S元素的化合價一定升高，結合所學知識知道生成的物質為二氧化硫．化學方程式為2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂；
反應②是Cu₂O和Cu₂S反應生成Cu的反應，Cu元素的化合價降低，元素S的化合價升高生成二氧化硫，化學方程式為2Cu₂O+Cu₂S═6Cu+SO₂，
故答案為：2Cu₂S+3O₂=2Cu₂O+2SO₂；2Cu₂O+Cu₂S═6Cu+SO₂；
（2）Cu是29號元素，原子核外電子數為29，銅的基態原子價電子電子排布式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氧；
故答案為：3d¹⁰4s¹；氧；
（3）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，不能形成上述穩定的π鍵．

點評 本題考查了化學方程式的書寫、核外電子排布的內容，綜合性較強，難度中等，氧化還原反應應根據化合價的升降總數相等進行配平解答．