Question

金屬銅與金屬錳及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用：
（1）Cu²⁺的外圍電子排布圖可表示為

 

；
（2）Mn基態(tài)原子核外處在能量最高的能級(jí)上的電子共有

 

種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（3）在銅錳氧化物的催化下，空氣中CO被氧化成CO₂，HCHO被氧化成CO₂和H₂O
①N₃^-和CO₂是等電子體，則N₃^-的結(jié)構(gòu)式為

 

；
②HCHO分子中C原子軌道的雜化類型為

 

；
（4）向CuSO₄溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu（OH）₄]^2-．不考慮空間構(gòu)型，[Cu（OH）₄]^2-的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為

 

；
（5）用晶體的x射線衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)．對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361pm（提示：3.61³=47.05），又知銅的密度為9.00g?cm^-3，則銅晶胞的質(zhì)量是

 

g（保留兩位小數(shù)）；阿伏加德羅常數(shù)為

 

（列式計(jì)算，保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,“等電子原理”的應(yīng)用,晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu),元素及其化合物

分析：（1）銅是29號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫；
（2）Mn基態(tài)原子核外能量最高的能級(jí)為3d，排布了5個(gè)電子，有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（3）依據(jù)二氧化碳的結(jié)構(gòu)，得出等電子體的結(jié)構(gòu)；
（4）OH?中O原子提供孤對(duì)電子，Cu提供空軌道，形成配位鍵；
（5）根據(jù)晶胞的棱長a，其體積為a³；晶胞的質(zhì)量=體積×密度；銅的晶胞為面心立方最密堆積，一個(gè)晶胞能分?jǐn)偟?個(gè)Cu原子，故銅的摩爾質(zhì)量=

1

4

×晶胞質(zhì)量×N_A，據(jù)此計(jì)算N_A．

解答： 解：（1）銅是29號(hào)元素，其基態(tài)原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）Mn基態(tài)原子核外能量最高的能級(jí)為3d，排布了5個(gè)電子，有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故答案為5；
（3）①N₃^-和CO₂是等電子體，則N₃^-的結(jié)構(gòu)與CO₂相似，則結(jié)構(gòu)簡式為：[N=N=N]^-，故答案為：[N=N=N]^-；
②HCHO分子中C原子形成了2個(gè)碳?xì)鋯捂I、1個(gè)碳氧雙鍵，共3個(gè)σ鍵，所以C原子雜化方式為sp²，故答案為：sp²；
（4）OH?中O原子提供孤對(duì)電子，Cu提供空軌道，形成配位鍵，所以[Cu（OH）₄]^2-的結(jié)構(gòu)示意圖為：，
故答案為：
（5）1pm=10^-10cm，故一個(gè)晶胞的體積為（361×10^-10cm^）3=4.7×10^-23cm³；晶胞的質(zhì)量=體積×密度，故一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4.7×10^-23cm³×9.00g?cm^-3=4.23×10^-22g；銅的晶胞為面心立方最密堆積，一個(gè)晶胞中Cu原子數(shù)目為8×

1

8

+6×

1

2

=4，故銅的摩爾質(zhì)量=

1

4

×晶胞質(zhì)量×N_A，所以63.6g?mol^-1=

1

4

×4.23×10^-22g×N_A，得N_A=6.01×10²³mol^-1，故答案為4.23×10^-22g；6.01×10²³mol^-1．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)，側(cè)重于電子排布式、等電子體、雜化類型與配位鍵等知識(shí)，題目難度中等，注意把握雜化類型的判斷方法．