Question

【題目】鋰﹣磷酸氧銅電池正極的活性物質是Cu4O（PO4）2 ， 可通過下列反應制備： 2Na3PO4+4CuSO4+2NH3H2O=Cu4O（PO4）2↓+3Na2SO4+（NH4）2SO4+H2O
請回答下列問題：
（1）寫出基態Cu2+的外圍電子排布式： ． C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為（用元素符號表示）．
（2）PO43﹣的空間構型是 ．
（3）比較CuSO4晶體與干冰熔點相對高低，并解釋原因 ．
（4）氨基乙酸銅的分子結構如圖，其中碳原子的雜化方式為 ．
（5）在硫酸銅溶液中加入過量氨水，生成配合物離子四氨合銅，請寫出四氨合銅離子的結構式 ．
（6）鐵和銅是重要的金屬，Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道能與一些分子或離子形成配合物．六氰合亞鐵離子[Fe（CN）6]4﹣中不存在 ．
A.共價鍵
B.非極性鍵
C.配位鍵
D.σ鍵
E.π鍵
（7）NaCl晶胞中若r（Na+）=a pm，r（Cl﹣）=b pm，則NaCl晶胞的空間利用率為 ． （晶胞中離子以密堆積方式存在，用含有a，b的列式表示）

Answer 1

【答案】
（1）3d9；C＜O＜N
（2）正四面體
（3）硫酸銅晶體熔點小于干冰，因為硫酸銅晶體是離子晶體，干冰是分子晶體，離子晶體熔點高于分子晶體
（4）sp2 ， sp3
（5）
（6）B
（7）
【解析】解：（1）銅是29號元素，二價銅離子核外有27個電子，根據構造原理知，其核外電子排布式為：[Ar]3d9所以外圍電子排布為3d9 ， 同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而增大，但第VA族元素的第一電離能大于其相鄰元素，所以C、N、O元素第一電離能為C＜O＜N， 所以答案是：3d9；C＜O＜N；（2）PO43﹣中P原子的價層電子對=4+ （5+3﹣4×2）=4，P原子為sp3雜化，且不含孤電子對，所以其空間構型正四面體，
所以答案是：正四面體；（3）硫酸銅晶體熔點小于干冰，因為硫酸銅晶體是離子晶體，干冰是分子晶體，離子晶體熔點高于分子晶體，
所以答案是：硫酸銅晶體熔點小于干冰，因為硫酸銅晶體是離子晶體，干冰是分子晶體，離子晶體熔點高于分子晶體；（4）氨基乙酸銅的分子中，當中有一種碳有碳氧雙鍵，即價層電子數為3，所以碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，即價層電子數為4，故碳的雜化方式為sp3雜化，
所以答案是：sp3、sp2；（5）因為Cu中心原子，NH3是配體，所以確其結構式為 ，所以答案是： ；（6）在[Fe（CN）6]4﹣ 中，一個 CN﹣中含有1個鍵，2個π鍵，C和N是不同的原子所以為極性鍵，且之間為每個CN﹣和Fe間以配位鍵相結合，
所以答案是：B（7）晶胞中共含有4個Na+和4個和4個Cl﹣ ， 體積為 π（a3+b3）×4，晶胞的邊長為2a+2b，晶胞體積為（2a+2b）3 ， 氯化鈉晶體中離子的空間利用率為： = ，所以答案是： ．