Question

【題目】【化學一選修3:物質結構與性質】

銅也是日常生活中常見的金屬，它的單質及化合物在科學研究和工農業生產中具有廣泛的用途。請回答以下問題:

（1）超細銅粉可用作導電材料、傕化劑等，制備方法如下:

寫出基態Cu的外圍電子排布式________________，銅元素位于周期表中笫______________族；NH4CuSO3所含元素中第一電離能最大是____________（填元素符號）。

SO42-中心原子的雜化方式為___________，SO32-的空間構型為__________。

③ 將NH4CuSO3溶于足量稀硫酸中，有剌激性氣味的氣體放出，該氣體是__________，所得溶液呈__________色。

（2）某學生向CuSO4濃液中加入少量氨水生成藍色沉淀，繼續加入過量氨水沉淀溶解，得到 深藍色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4 H2O晶體。

①下列說法正確的是_______(填代號）

A．氨氣極易溶于水，是因為NH3和H2O之間形成了極性共價鍵

B．NH3和H2O中心原子的雜化方式相同，鍵角也相同

c．Cu(NH3)4SO4所含的化學鍵有離子鍵、極性鍵和配位鍵

d．[Cu(NH3)4]SO4中配離子的空間構型為正方形

②請解釋加入乙醇后析出晶體的原因________________。

（3）Cu晶體的堆積方式如右圖所示，設Cu原子半徑為a，晶體中Cu原子的配位數為______________，晶體的空間利用率為________________。（已知:，列式并計算出結果）

Answer 1

【答案】（1）①3d104s1；ⅠB；N； ②sp3；三角錐型；③SO2；藍色；（2）①cd；②乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質的溶解度；（3）12；×100%=74.76%。

【解析】

試題分析：（1）①外圍電子指價電子，過渡元素價電子包括最外層電子和次外層d能級上的電子，即Cu的外圍電子排布式為：3d104s1；銅位于第四周期IB族；第一電離能越大，非金屬性越強，同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一電離能最大是N；（2）②雜化軌道數等于價層電子對數，S的價層電子對數為②雜化軌道數等于價層電子對數，S的價層電子對數為=4，因此雜化類型為sp3，SO32－中有3個σ鍵，孤電子對數為(6＋2－3×2)/2=1，空間構型為三角錐形；③＋1價Cu在酸性溶液中發生歧化反應，生成Cu和Cu2＋，SO32－＋2H＋=SO2↑＋H2O，氣體為SO2，溶液變藍；(2)①a、氨氣極易溶于水，因為NH3和H2O形成分子間氫鍵，故錯誤；b、NH3中N的雜化方式為sp3，H2O中O的雜化方式為sP3，前者含有一個孤電子對，后者含有2個孤電子對，因此夾角不同，故錯誤；c、屬于絡合物，含有Cu2＋和NH3之間形成配位鍵，NH3中N和H之間形成共價鍵，Cu2＋和SO42－形成離子鍵，故正確；d、配離子的構型為正方形，故正確；②乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質的溶解度；(3)金屬晶體的配位數確定與金屬原子最近的金屬原子的個數，根據晶胞，銅原子的配位數為12，空間利用率=球的體積/晶胞的體積，根據晶胞，屬于此晶胞的銅原子的個數為8×1/8＋6×1/2=4，面對角線為4a，因此晶胞的邊長為2 a，因此空間利用率=×100%=74.76%。