Question

【题目】CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题：

（1）CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子基态核外电子排布式为_________，S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。

（2）往Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4] (NO3)2。其中NO3-中心原子的杂化轨道类型为_________，[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有_________。

（3）在硫酸铜溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu(CN)4]2-,CN-中提供孤电子对的原子是_________， lmol CN-中含有的π键的数目为_________。与CN-互为等电子体的离子有_________ （写出一种即可）

（4）CuSO4的熔点为560°C，,Cu(NO3)2的溶点为115°C,CuSO4溶点更高的原因是_________。

（5）利用CuSO4和NaOH制备的Cu(OH)2检验醛基时，生成红色的Cu2O ,其晶胞结构如图所示。

该晶胞原子坐标参数A为（0，0，0)；B为（1，0，0) ；C为（，，）。则D原子的坐标参数为_________，它代表_________原子(填元素符号)。

②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积，则晶体中铜原子的配位数是_________，该晶胞中Cu原子的空间利用率是_________。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d9 或 lS22s22p63s23p63d9 N>O>S sp2 配位键、离子键 N 2NA或2×6.02×1023 C22- CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体，SO42-所带电荷比NO3-大，故CuSO4晶格能较大，熔点较高。 （；；） Cu 12 74%

【解析】（1）CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子均是铜离子，其基态核外电子排布式为 [Ar]3d9 或 lS22s22p63s23p63d9；非金属性越强，第一电离能越大，但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S。 （2）NO3-中N原子的价层电子对数是3，且不存在孤对电子，是平面三角形结构，因此中心原子的杂化轨道类型为sp2杂化；[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有离子键和配合物。（3）配合物[Cu(CN)4]2-，铜离子提供空轨道，N元素提供孤对电子，形成配位键；CN-中含有三键，则lmol CN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，与CN-互为等电子体的离子有C22-；（4）由于CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体，SO42-所带电荷比NO3-大，故CuSO4晶格能较大，所以硫酸铜熔点较高。（5）①根据晶胞结构并参照A、B、C原子的原子坐标参数可知D原子的坐标参数为（；；）。D代表的原子均位于内部，共计4个，而白球表示的原子个数＝1＋8×1/8＝2，因此D代表Cu原子。②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积，则晶体中铜原子的配位数是12。晶胞中铜原子个数是8×1/8+6×1/2=4。设铜原子的半径是r，则面对角线是4r，立方体的边长是，则立方体的面积是（）3，因此该晶胞中Cu原子的空间利用率是。