题目内容
铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途．
（Ⅰ）如金属铜用来制造电线电缆，超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中；CuCl和CuCl2都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等．
（1）超细铜粉的某制备方法如下：
[Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有 ．
（2）氯化亚铜（CuCl）的制备过程是：向CuCl2溶液中通入一定量SO2，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀．反应的离子方程式为 ．
（Ⅱ）波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上，鲜蓝色的胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料．已知CuSO4?5H2O的部分结构可表示如下：
（1）写出铜原子价电子层的电子排布式 ，与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有 （填元素符号）．
（2）请在上图中把CuSO4?5H2O结构中的化学键表示出来．
（3）Cu（NH3）4SO4?H2O晶体中配位体是 ，杂化轨道类型是sp3杂化的原子是 ．
（4）金属晶体Cu中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示．
已知NA代表阿伏加德罗常数，Cu的相对原子质量为M，Cu单质晶体的密度为d g/cm3．该晶体的空间利用率是 ，Cu原子半径的表达式为 cm．（用含 NA、M、d的代数式表示）
（Ⅰ）如金属铜用来制造电线电缆，超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中；CuCl和CuCl2都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等．
（1）超细铜粉的某制备方法如下：
[Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有
（2）氯化亚铜（CuCl）的制备过程是：向CuCl2溶液中通入一定量SO2，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀．反应的离子方程式为
（Ⅱ）波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上，鲜蓝色的胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料．已知CuSO4?5H2O的部分结构可表示如下：
（1）写出铜原子价电子层的电子排布式
（2）请在上图中把CuSO4?5H2O结构中的化学键表示出来．
（3）Cu（NH3）4SO4?H2O晶体中配位体是
（4）金属晶体Cu中原子的堆积方式如下图甲所示，其晶胞特征如下图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示．
已知NA代表阿伏加德罗常数，Cu的相对原子质量为M，Cu单质晶体的密度为d g/cm3．该晶体的空间利用率是
考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,配合物的成键情况,晶胞的计算,铜金属及其重要化合物的主要性质
专题：化学键与晶体结构,元素及其化合物
分析：I（1）阴阳离子存在离子键，非金属元素间易形成共价键，配合物中存在配位键；
（2）根据反应物、生成物和反应条件写出相应的反应方程式；
II（1）铜是29号元素，根据核外电子排布规律书写铜原子价层电子的轨道排布式，并判断与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素；
（2）铜离子的配位数为4，与4个水分子形成配位键，一个O原子与2个H原子形成水，硫酸根中4个O原子与S原子形成共价键；
（3）NH3中N原子含有孤电子对作配体，根据分子中中心原子的价层电子对数判断；
（4）Cu的晶胞为面心立方；根据ρ=
求算原子半径．
（2）根据反应物、生成物和反应条件写出相应的反应方程式；
II（1）铜是29号元素，根据核外电子排布规律书写铜原子价层电子的轨道排布式，并判断与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素；
（2）铜离子的配位数为4，与4个水分子形成配位键，一个O原子与2个H原子形成水，硫酸根中4个O原子与S原子形成共价键；
（3）NH3中N原子含有孤电子对作配体，根据分子中中心原子的价层电子对数判断；
（4）Cu的晶胞为面心立方；根据ρ=
| m |
| V |
解答：
解：I（1）阴阳离子存在离子键，非金属元素间易形成共价键，配合物中存在配位键，所以[Cu（NH3）4]SO4中所含的化学键有离子键、共价键和配位键；
故答案为：离子键、共价键和配位键；
（2）该反应中二氧化硫作还原剂生成硫酸根离子，铜离子得电子生成亚铜离子，反应条件是加热，所以该反应的离子方程式为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
2CuCl↓+4H++SO42-；
故答案为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
2CuCl↓+4H++SO42-；
II（1）铜是29号元素，1s22s22p63s23p63d104s1，铜原子价层电子的电子排布式为3d104s1；铜原子最外层排布为4s1，同周期外层排布为4s1，为没有d能级的元素为K，d能级含有5个电子为Cr，
故答案为：3d104s1； K、Cr；
（2）铜离子的配位数为4，与4个水分子形成配位键，一个O原子与2个H原子形成水，硫酸根中4个O原子与S原子形成共价键，则CuSO4?5H2O结构中的化学键表示为：
；
故答案为：；
（3）NH3中N原子含有孤电子对作配体，Cu（NH3）4SO4?H2O晶体中配位体是NH3，CuSO4中S与O形成4个σ键，没有孤对电子，是sp3杂化，NH3中N与H形成3个σ键，有1对孤对电子，则价层电子对数为4，是sp3杂化，H2O中O与H形成2个σ键，有2对孤对电子，则价层电子对数为4，是sp3杂化，则中心原子是sp3杂化的原子有N、O、S；
故答案为：NH3；N、S、O；
（4）金属铜采用面心立方最密堆积，晶体的空间利用率是74%，晶胞内Cu原子数目为8×
+6×
=4，令铜原子的半径为rcm，则晶胞的棱长为
×4rcm=2
rcm，
所以（2
r）3×ρ=4
，解得r=
×
，
故答案为：74%；
×
．
故答案为：离子键、共价键和配位键；
（2）该反应中二氧化硫作还原剂生成硫酸根离子，铜离子得电子生成亚铜离子，反应条件是加热，所以该反应的离子方程式为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
| ||
故答案为：2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
| ||
II（1）铜是29号元素，1s22s22p63s23p63d104s1，铜原子价层电子的电子排布式为3d104s1；铜原子最外层排布为4s1，同周期外层排布为4s1，为没有d能级的元素为K，d能级含有5个电子为Cr，
故答案为：3d104s1； K、Cr；
（2）铜离子的配位数为4，与4个水分子形成配位键，一个O原子与2个H原子形成水，硫酸根中4个O原子与S原子形成共价键，则CuSO4?5H2O结构中的化学键表示为：
；故答案为：
；（3）NH3中N原子含有孤电子对作配体，Cu（NH3）4SO4?H2O晶体中配位体是NH3，CuSO4中S与O形成4个σ键，没有孤对电子，是sp3杂化，NH3中N与H形成3个σ键，有1对孤对电子，则价层电子对数为4，是sp3杂化，H2O中O与H形成2个σ键，有2对孤对电子，则价层电子对数为4，是sp3杂化，则中心原子是sp3杂化的原子有N、O、S；
故答案为：NH3；N、S、O；
（4）金属铜采用面心立方最密堆积，晶体的空间利用率是74%，晶胞内Cu原子数目为8×
| 1 |
| 8 |
| 1 |
| 2 |
| ||
| 2 |
| 2 |
所以（2
| 2 |
| M |
| NA |
| ||
| 4 |
| 3 |
| ||
故答案为：74%；
| ||
| 4 |
| 3 |
| ||
点评：本题考查化学键的判断、电子排布式、晶体结构、对晶胞的理解与计算等，难度较大，对晶胞的计算注意均摊法的利用，需要学生具备空间想象能力，注意基础知识的理解掌握．
练习册系列答案
相关题目
通常情况下，下列溶液由于发生水解反应而使溶液呈碱性的是（ ）
| A、Na2CO3 |
| B、NH4Cl |
| C、Na2SO4 |
| D、NaOH |
现有如下各说法，其中正确的是（ ）
①在水中，氢、氧原子间均以化学键相结合
②金属和非金属化合形成离子键
③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引
④根据电离方程式HCl═H++Cl-，判断HCl分子里存在离子键
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键．
①在水中，氢、氧原子间均以化学键相结合
②金属和非金属化合形成离子键
③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引
④根据电离方程式HCl═H++Cl-，判断HCl分子里存在离子键
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键．
| A、①②③ | B、都不正确 | C、④ | D、① |
在100mL混合酸中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L，向其中加入1.92g铜粉，待其充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是（ ）
| A、0.225mol/L |
| B、0.15mol/L |
| C、0.35mol/L |
| D、0.45mol/L |