Question

銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，超細銅粉可應用于導電材料、催化劑等領域中；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）超細銅粉的某制備方法如下：

①[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含的化學鍵有

 

．
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色的透明溶液．下列說法正確的是

 

（填字母序號）．
A．反應后溶液中不存在任何沉淀，所以反應前后Cu²⁺的濃度不變
B．沉淀溶解后，將生成深藍色的[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子
C．向反應后的溶液中加入乙醇，因為[Cu（NH₃）₄]²⁺不與乙醇反應，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，反應一段時間后即生成CuCl白色沉淀．反應的離子方程式為

 

．
（3）銅單質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，銅的相對原子質量為M，請回答：
①晶胞中銅原子的配位數為

 

，一個晶胞中銅原子的數目為

 

；銅單質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：晶胞的計算,銅金屬及其重要化合物的主要性質,制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題,化學鍵與晶體結構,元素及其化合物

分析：（1）①[Cu（NH₃）₄]SO₄中存在離子鍵、共價鍵和配位鍵；
②A．硫酸銅先和氨水反應生成氫氧化銅，氫氧化銅和氨水反應生成絡合物；
B．氫氧化銅和氨水反應生成配合物而使溶液澄清；
C．絡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生成氯化亞銅，銅元素得電子發(fā)生還原反應，則二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應，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=3×8×

1

2

；利用均攤法計算銅晶胞中銅原子個數；銅單質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鍵，所以該配合物中含有離子鍵、配位鍵和共價鍵，故答案為：離子鍵、共價鍵和配位鍵；
 ②A、硫酸銅和氨水反應生成氫氧化銅藍色沉淀，繼續(xù)加氨水時，氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應生成絡合物而使溶液澄清，所以溶液中銅離子濃度減小，故A錯誤；
B．硫酸銅和氨水反應生成氫氧化銅藍色沉淀，繼續(xù)加氨水時，氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應生成絡合物離子[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色晶體，故C錯誤；
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生成氯化亞銅，銅元素得電子發(fā)生還原反應，則二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應，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=3×8×

1

2

=12；銅晶胞中銅原子個數=8×

1

8

+6×

1

2

=4；銅單質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

．

點評：本題以銅為載體考查了晶胞計算、配合物等知識點，會根據均攤法對晶胞進行有關計算，知道晶胞中密度的計算方法，為學習難點，知道配位鍵形成條件，題目難度不大．