Question

【題目】鋰－磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2,可通過下列反應(yīng)制備：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O.請回答下列問題：

(1)寫出基態(tài)Cu2+的外圍電子排布式：__________.C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為__________(用元素符號表示).

(2)PO43－的空間構(gòu)型是____________________________________________.

(3)氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖,其中碳原子的雜化方式為______________.

(4)鐵和銅是重要的金屬,Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能與一些分子或離子形成配合物.六氰合亞鐵離子[Fe(CN)6]4－中不存在___________________.

A.共價鍵 B.非極性鍵 C.配位鍵 D.σ鍵 E.π鍵

(5)在硫酸銅溶液中加入過量氨水,生成配合物離子四氨合銅離子,請寫出四氨合銅離子的結(jié)構(gòu)式_________.

(6)NaCl晶胞中若r(Na＋)=a pm,r(Cl－)=b pm,則NaCl晶胞的空間利用率為________.(晶胞中離子以密堆積方式存在,用含有a,b的列式表示)

Answer 1

【答案】3d9 C＜O＜N 正四面體 sp3、sp2 B

【解析】

（1）銅是29號元素，二價銅離子核外有27個電子，根據(jù)構(gòu)造原理寫出其核外電子排布式，并確定其外圍電子排布式；根據(jù)元素周期律比較電第一電離能；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論確定其空間構(gòu)型；
（3）由氨基乙酸銅中碳原子的價層電子數(shù)分別為4，3，來確定其雜化方式；
（4）在[Fe(CN)6]4－中，一個CN﹣中含有1個σ鍵，2個π鍵，且每個CN-和Fe間以配位鍵相結(jié)合；

（5）Cu中心原子，NH3是配體，確定其結(jié)構(gòu)式；
（6）NaCl晶胞為面心立方密堆積，則晶胞的邊長為（2a+2b）pm，計算出Na+和Cl-所占體積和晶胞體積，從而計算出空間利用率。

（1）銅是29號元素，二價銅離子核外有27個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，其核外電子排布式為：[Ar]3d9所以外圍電子排布為3d9，同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第VA族元素的第一電離能大于其相鄰元素，所以C、N、O元素第一電離能為C＜O＜N，

故答案為：3d9；C＜O＜N；

（2）PO43－中P原子的價層電子對=4+（5+3﹣4×2）=4，P原子為sp3雜化，且不含孤電子對，所以其空間構(gòu)型正四面體，

故答案為：正四面體；

（3）氨基乙酸銅的分子中，當中有一種碳有碳氧雙鍵，即價層電子數(shù)為3，所以碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，即價層電子數(shù)為4，故碳的雜化方式為sp3雜化，

故答案為：sp3、sp2；

（4）在[Fe(CN)6]4－中，一個CN﹣中含有1個σ鍵，2個π鍵，C和N是不同的原子所以為極性鍵，且之間為每個CN﹣和Fe間以配位鍵相結(jié)合，

故答案為：B；

（5）因為Cu中心原子，NH3是配體，所以確其結(jié)構(gòu)式為，

故答案為：；

（7）晶胞中共含有4個Na+和4個和4個Cl﹣，體積為π（a3+b3）×4，晶胞的邊長為2a+2b，晶胞體積為（2a+2b）3，氯化鈉晶體中離子的空間利用率為：100%=，

故答案為：。