Question

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
（1）寫出基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式：          。與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素還有               （填元素符號），上述方程式中涉及到的N、O元素第一電離能由小到大的順序為                                 。
（2）PO₄^3－的空間構(gòu)型是                。
（3）與NH₃互為等電子體的分子、離子有             、            (各舉一例)。
（4）氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖，碳原子的雜化方式為            。

（5）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2－，則1 mol CN^－中含有的π鍵的數(shù)目為      。
（6）Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。則該化合物的化學式為               。

（7）銅晶體為面心立方最密堆積，銅的原子半徑為127.8pm，列式計算晶體銅的密度               。

Answer 1

（1）[Ar]3d⁹；K  Cr； O＜N（2）正四面體 （3）PH₃或AsH₃ 。H₃O^＋或CH₃^－ 。 （4）sp³   sp²
（5）2N_A  （6）CuH   （7）

試題分析：（1）Cu是29號元素，其基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式為：[Ar]3d⁹。與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素還有K  Cr。7號元素Ｎ原子的電子排布式為1s²2s²2p³. 8號元素O原子的電子排布式為1s²2s²2p4.當元素的原子核外電子層上的電子處于全充滿、半充滿或全空狀態(tài)時，能量低比較穩(wěn)定。N原子的電子處于半充滿狀態(tài)，是穩(wěn)定狀態(tài)。所以N、O元素第一電離能由小到大的順序為O＜N。（2）PO₄^3－的空間構(gòu)型是正四面體。（3）與NH₃互為等電子體的分子有CH₄、H₂O、HF、PH₃或AsH₃；離子有NH₄⁺、H₃O^＋、OH^-、CH₃^－等。（4）在氨基乙酸銅的分子中-CH₂-碳原子為sp³雜化，羰基碳原子為sp²雜化。在CN^－中碳原子與氮原子是以共價三鍵結(jié)合的，含有的2個π鍵。所以1 mol CN^－中含有的π鍵的數(shù)2N_A。（6）在該化合物的晶胞中Cu：12×(1/6)+2×(1/2)+3=6;H:6×(1/3)+1+3=6所以Cu：H=1:1.故該化合物的化學式為 CuH。（7）銅晶體為面心立方最密堆積，則每個晶胞中含有銅的原子：8 ×(1/8)+6×(1/2)=4.Cu原子半徑為127.8pm=1.278×10^-10cm，假設(shè)晶體銅的密度為p,晶胞的邊長為d.，。則晶胞的體積是d³，則p·d³=(4×64)/N_A解得p=.