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+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O

（1）寫出基態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）PO43－ 的空間構型是____。

（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構如圖，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1molCN－中含有的π鍵的數目為____。

（6）Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結構單元如右圖所示。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

【答案】（1）[Ar]3d9；K Cr； O＜N（2）正四面體 （3）PH3或AsH3 。H3O＋或CH3－ 。 （4）sp3sp2

（5）2NA（6）CuH （7）

【解析】

試題（1）Cu是29號元素，其基態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、半充滿或全空狀態時，能量低比較穩定。N原子的電子處于半充滿狀態，是穩定狀態。所以N、O元素第一電離能由小到大的順序為O＜N。（2）PO43－的空間構型是正四面體。（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合的，含有的2個π鍵。所以1 mol CN－中含有的π鍵的數2NA。（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)/NA解得p=.