Question

銅單質及其化合物在很多領域中都有重要的用途，請回答以下問題：
（1）超細銅粉可用作導電材料、催化劑等，其制備方法如圖1：
①NH₄CuSO₃中金屬陽離子的核外電子排布式為

 

．N、O、S三種元素的第一電離能大小順序為

 

（填元素符號）
②Cu（NH₃）₄SO₄中所含的化學鍵有

 

（2）銅錳氧化物（CuMn₂O₄）能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛（HCHO），根據等電子體原理，CO分子的結構式為

 

（3）氧和鉀與不同價態(tài)的銅可生成兩種化合物，其陰離子均為無限長鏈結構（如圖2所示），a位置上Cl原子的雜化軌道類型為

 

，已知其中一種化合物的化學式為KCuCl₃，則另一種化合物的化學式為

 

．
（4）葡萄糖與新制Cu（OH）₂的堿性溶液反應生成磚紅色Cu₂O沉淀，Cu₂O的晶胞結構如圖3所示，每個氧原子與

 

個銅原子配位，該晶胞的邊長為acm，則Cu₂O的密度為

 

g?cm^-3（用N_A表示阿伏伽德羅常數的數值）

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應用,晶胞的計算

專題：

分析：（1）①先判斷金屬離子的化合價，再根據根據核外電子排布式的書寫規(guī)則書寫，注意3d能級的能量大于4s能級的能量，失電子時，先失去最外層上的電子；根據第一電離能的變化規(guī)律比較其大小；
②陰陽離子存在離子鍵，非金屬元素間易形成共價鍵，配合物中存在配位鍵；
（2）氮氣和CO互為等電子體，因此CO中也含有三鍵；
（3）a位置上Cl原子成2個單鍵，含有2對孤對電子，雜化軌道數為4，據此判斷；一種化合物的化學式為KCuCl₃，其中銅元素為+2價，故另一種化合物中銅為+1價，CuCl₃原子團的化合價為-2，據此書寫；
（4）一個晶胞中含有4個Cu、2個O，可計算出一個晶胞的質量，根據密度公式求算即可．

解答： 解：（1）①銅是29號元素，根據能量最低原理其態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，該原子失去一個電子時，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的增大而減小，所以其第一電離能大小為N＞O＞S，
故答案為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；N＞O＞S；
②[Cu（NH₃）₄]SO₄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之間存在共價鍵，所以[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含的化學鍵有共價鍵、離子鍵、配位鍵；
故答案為：共價鍵、離子鍵、配位鍵；
（2）氮氣和CO互為等電子體，因此CO中也像氮氣分子一樣含有三鍵，CO的結構式為C≡O，
故答案為：C≡O；
（3）a位置上Cl原子成2個單鍵，含有2對孤對電子，雜化軌道數為4，雜化軌道類型為：sp³，
一種化合物的化學式為KCuCl₃，其中銅元素為+2價，故另一種化合物中銅為+1價，CuCl₃原子團的化合價為-2，其化學式為：K₂CuCl₃，
故答案為：sp³；K₂CuCl₃；
（4）一個晶胞中含有Cu個數為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，O原子為2個，因此一個晶胞的質量為：

144×2

NA

g，因此密度ρ=

114×2 NA

a3

g/cm³=

288

NA×a3

g/cm³，
故答案為：4，

288

NA×a3

．

點評：本題考查物質結構中電子排布式、化學鍵、等電子體、晶胞的計算等知識，其中計算是難點，綜合性較強，難度中等．