Question

【題目】銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域中都有重要的用途。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，其制備方法如下：

①NH4CuSO3中金屬陽(yáng)離子的核外電子排布式為_(kāi)_____。N、O、S三種元素的第一電離能大小順序?yàn)開(kāi)_____________(填元素符號(hào))。

②SO42－的空間構(gòu)型為_(kāi)_______，與SO42－互為等電子體的有機(jī)分子的化學(xué)式為_(kāi)________。

（2）某學(xué)生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實(shí)驗(yàn)，CuSO4溶液中加氨水生成藍(lán)色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體，請(qǐng)解釋加入乙醇后析出晶體的原因_______________；在該晶體中存在的化學(xué)鍵的種類有_____________。

（3）氯和鉀與不同價(jià)態(tài)的銅可生成兩種化合物，其陰離子均為無(wú)限長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)(如圖所示)，a位置上Cl原子的雜化軌道類型為_(kāi)_______。已知其中一種化合物的化學(xué)式為KCuCl3，則另一種化合物的化學(xué)式為_(kāi)___________。

（4）用晶體的X射線衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)的值。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：銅晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為361 pm。又知銅的密度為9.00 g·cm－3，則銅原子的直徑約為_(kāi)_________pm，求算阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為_(kāi)_______。

Answer 1

【答案】（1）①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)； N>O>S ②正四面體形 CCl4

（2）乙醇分子比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度；

離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵 （3）sp3雜化； K2CuCl3 （4）361/pm； 4×64/[9×(3.61×10－8)3]

【解析】

試題分析：（1）①NH4CuSO3中金屬陽(yáng)離子Cu＋，銅是29號(hào)元素，根據(jù)能量最低原理其態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，該原子失去一個(gè)電子時(shí)，生成亞銅離子，失去的電子是最外層電子，所以亞銅離子的基態(tài)的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；元素周期律中，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅡA和第ⅢA、第ⅤA和第ⅥA互換，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以其第一電離能大小為 N＞O＞S。

②SO42－離子中價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+ (6+2－4×2)=4，孤電子對(duì)數(shù)為0，所以是正四面體體型；原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)分別都相等的是等電子體，則與硫酸根互為等電子體的分子是CCl4；

（2）乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度；[Cu(NH3)4]SO4·H2O中硫酸根離子和[Cu(NH3)4]2+存在離子鍵，N原子和銅原子之間存在配位鍵，NH3中H和N之間存在共價(jià)鍵，所以[Cu(NH3)4]SO4·H2O中所含的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵；

（3）a位置上Cl原子成2個(gè)單鍵，含有2對(duì)孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)為4，雜化軌道類型為sp3；一種化合物的化學(xué)式為KCuCl3，其中銅元素為+2價(jià)，故另一種化合物中銅為+1價(jià)，CuCl3原子團(tuán)的化合價(jià)為-2，其化學(xué)式為：K2CuCl3；

（4）銅面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為361 pm，則銅原子的直徑約為pm；根據(jù)晶胞的邊長(zhǎng)a=361pm=3.61×10-8cm，其體積為（3.61×10-8cm）3；晶胞的質(zhì)量=9.00g·cm3×（3.61×10-8cm）3；晶胞中含有4個(gè)Cu原子，故64g·mol－1=×9.00g·cm3×（3.61×10-8cm）3×NA，解得NA=4×64/[9×(3.61×10－8)3]mol－1。