Question

铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛 地应用于电气、机械制造、国防等领域．回答下列问题：
（1）铜原子基态电子排布式为

 

；
（2）用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数．对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm．又知铜的密度为9.00g?cm^-3，则镉晶胞的体积是

 

cm³、晶胞的质量是

 

g，阿伏加德罗常数为

 

（列式计算，己知 Ar（Cu）=63.6）；
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如下图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为

 

．
已知其中一种化合物的化学式为KCuCl₃，另一种的化学式为

 

；
（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶 液反应，其原因是

 

，反应的化学方应程式为

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,原子核外电子排布,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构,元素及其化合物

分析：（1）铜是29号元素，根据核外电子排布规律书写；
（2）根据晶胞的棱长a，其体积为a³；晶胞的质量=体积×密度；
铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞能分摊到4个Cu原子，故铜的摩尔质量=

1

4

×晶胞质量×N_A，据此计算N_A；
（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，据此判断；
一种化合物的化学式为KCuCl₃，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl₃原子团的化合价为-2，据此书写；
（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，这是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu²⁺形成配离子，两者相互促进使反应进行，根据电荷守恒，还有氢氧根离子生成．

解答： 解：（1）铜是29号元素，其基态原子的电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）1pm=10^-10cm，故一个晶胞的体积为（361×10^-10cm^）3=4.7×10^-23cm³；晶胞的质量=体积×密度，故一个晶胞的质量为4.7×10^-23cm³×9.00g?cm^-3=4.23×10^-22g；铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞中Cu原子数目为8×

1

8

+6×

1

2

=4，故铜的摩尔质量=

1

4

×晶胞质量×N_A，所以63.6g?mol^-1=

1

4

×4.23×10^-22g×N_A，得N_A=6.01×10²³mol^-1，
故答案为：4.7×10^-23；4.23×10^-22；6.01×10²³mol^-1；
（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化轨道类型为：sp³，
一种化合物的化学式为KCuCl₃，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl₃原子团的化合价为-2，其化学式为：K₂CuCl₃，故答案为：sp³；K₂CuCl₃；
（4）题中给出了两物质和铜单独不反应，而同时混合能反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果：其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu²⁺形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为：Cu+H₂O₂ +4NH₃═Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-，
故答案为：过氧化氢为氧化剂，氨与Cu²⁺形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu+H₂O₂ +4NH₃═Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-．

点评：本题以铜元素及其化合物为载体，综合考查物质结构与性质的主干知识，题目难度较大．