Question

【題目】[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一種重要的染料及合成農(nóng)藥中間體。 請回答下列問題：

(1)[Cu(NH3)4]2+在水溶液中的顏色是________。

(2)NH3中N原子的雜化軌道類型是________。

(3)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為_________________。

(4)[Cu(NH3)4]SO4中存在的化學(xué)鍵類型除了極性共價鍵外，還有________。

(5)S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序為_____________。

(6)將金屬銅投入到氨水和H2O2的混合溶液中，銅片溶解，溶液是深藍色，其反應(yīng)的離子方程式為________。

(7)銅氮合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中距離最近的銅原子和氮原子核間的距離為a pm，則該晶體的密度為________ g/cm3( 設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值)。

Answer 1

【答案】 深藍色 sp3雜化 [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 離子鍵、配位鍵 N>O>S Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O ×1030

【解析】(1)[Cu(NH3)4]SO4 在水中存在如下解離過程：[Cu(NH3)4]SO4═[Cu(NH3)4]2+（深藍色離子）+SO42－；[Cu(NH3)4]2+=Cu2＋+4NH3，(2)NH3分子中N原子價層電子對個數(shù)=3+1/2×（5-3×1）=4,判斷雜化類型；（5）同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素的；（6）金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象，但投入氨水與H2O2的混合溶液中，則銅片溶解，溶液呈深藍色，其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu2＋形成配離子，兩者相互促進使反應(yīng)進行，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子得失守恒和電荷守恒配平；（7）該晶胞中距離最近的銅原子和氮原子間的距離為apm，所以晶胞的邊長為 apm，則晶胞的體積為( apm）3，利用均攤法計算晶胞中含有的銅原子和氮原子個數(shù)，根據(jù)ρ=m/V計算．

(1)[Cu(NH3)4]2+在水溶液中的顏色是深藍色。(2)NH3分子中N原子價層電子對個數(shù)=3+1/2×（5-3×1）=4且含有一個孤電子對，所以N原子采用sp3雜化，NH3中N原子的雜化軌道類型是sp3雜化。(3)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(4)[Cu(NH3)4]SO4中存在的化學(xué)鍵類型除了極性共價鍵外，還有[Cu(NH3)4]2+（深藍色離子）和SO42－之間的離子鍵，N與銅之產(chǎn)的的配位鍵。(5)同周期主族元素的第一電離能，隨著原子序數(shù)的增大，有增大的趨勢，但第VA族大于第VIA族元素，同主族元素，隨著原子序數(shù)的增加，第一電離能逐漸減小，則S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序為：N＞O＞S。(6)金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象，但投入氨水與H2O2的混合溶液中，則銅片溶解，溶液呈深藍色，其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu2＋形成配離子，兩者相互促進使反應(yīng)進行，離子方程式可表示為：Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。(7)在晶胞中，N原子位于頂點，Cu原子位于棱邊中點，該晶胞中N原子個數(shù)=8×1/8=1，Cu原子個數(shù)=12×1/4=3，晶胞的質(zhì)量為(64×3+14)/NA g，晶胞的體積為( apm）3，則ρ= =×1030g/cm3；