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第 2 题

氧化亚铜 CuX2O\ce{Cu2O} 是一种用于固态电子器件和太阳能电池的半导体。其立方晶胞参数为 a=427.0a = 427.0 pm，氧原子（A）构成体心立方子点阵，铜原子（B）构成面心立方子点阵。(a) Cu 和 O 的配位数各是多少？(b) 计算最短的 O−O\ce{O-O}、Cu−O\ce{Cu-O} 与 Cu−Cu\ce{Cu-Cu} 间距。(c) 计算化学计量 CuX2O\ce{Cu2O} 的理论密度（g cm−3^{-3}）。(d) 某非化学计量样品中 0.2%0.2\% 的 Cu 原子被氧化为 CuX2+\ce{Cu^2+}。Cu 格位的空位百分比是多少，CuX2−xO\ce{Cu_{2-x}O} 中的 xx 为多少？(e) 写出 CuX2O\ce{Cu2O} 与下列物质反应的配平化学方程式：(1) 潮湿空气中的 OX2\ce{O2}；(2) 稀硫酸；(3) 热浓硫酸。
第 5/5 步：氧化亚铜的化学反应方程式
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(1)  2 CuX2O+OX2→4 CuO;(2)  CuX2O+HX2SOX4→Cu↓+CuSOX4+HX2O;(3)  CuX2O+3 HX2SOX4→2 CuSOX4+SOX2↑+3 HX2O(1)\; \ce{2Cu2O + O2 -> 4CuO};\quad (2)\; \ce{Cu2O + H2SO4 -> Cu v + CuSO4 + H2O};\quad (3)\; \ce{Cu2O + 3H2SO4 -> 2CuSO4 + SO2 ^ + 3H2O}
分析

在潮湿空气中 CuX2O\ce{Cu2O} 氧化为黑色 CuO\ce{CuO}。稀硫酸中发生歧化：CuX+\ce{Cu+} 在酸性水溶液中不稳定，歧化为不溶的金属 Cu\ce{Cu} 和蓝色 CuX2+\ce{Cu^2+}。在热浓硫酸中，硫酸作氧化剂被还原为 SOX2\ce{SO2}，同时所有铜被氧化为 CuX2+\ce{Cu^2+}。