Question

锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu₄O(PO₄)₂，可通过下列反应制备：
2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃·H₂O=Cu₄O(PO₄)₂↓+3Na₂SO₄+(NH₄)₂SO₄+H₂O
（1）写出基态Cu²⁺的核外电子排布式：          。与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有               （填元素符号），上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为                                 。
（2）PO₄^3－的空间构型是                。
（3）与NH₃互为等电子体的分子、离子有             、            (各举一例)。
（4）氨基乙酸铜的分子结构如图，碳原子的杂化方式为            。

（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2－，则1 mol CN^－中含有的π键的数目为      。
（6）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为               。

（7）铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8pm，列式计算晶体铜的密度               。

Answer 1

（1）[Ar]3d⁹；K  Cr； O＜N（2）正四面体 （3）PH₃或AsH₃ 。H₃O^＋或CH₃^－ 。 （4）sp³   sp²
（5）2N_A  （6）CuH   （7）

试题分析：（1）Cu是29号元素，其基态Cu²⁺的核外电子排布式为：[Ar]3d⁹。与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有K  Cr。7号元素Ｎ原子的电子排布式为1s²2s²2p³. 8号元素O原子的电子排布式为1s²2s²2p4.当元素的原子核外电子层上的电子处于全充满、半充满或全空状态时，能量低比较稳定。N原子的电子处于半充满状态，是稳定状态。所以N、O元素第一电离能由小到大的顺序为O＜N。（2）PO₄^3－的空间构型是正四面体。（3）与NH₃互为等电子体的分子有CH₄、H₂O、HF、PH₃或AsH₃；离子有NH₄⁺、H₃O^＋、OH^-、CH₃^－等。（4）在氨基乙酸铜的分子中-CH₂-碳原子为sp³杂化，羰基碳原子为sp²杂化。在CN^－中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，含有的2个π键。所以1 mol CN^－中含有的π键的数2N_A。（6）在该化合物的晶胞中Cu：12×(1/6)+2×(1/2)+3=6;H:6×(1/3)+1+3=6所以Cu：H=1:1.故该化合物的化学式为 CuH。（7）铜晶体为面心立方最密堆积，则每个晶胞中含有铜的原子：8 ×(1/8)+6×(1/2)=4.Cu原子半径为127.8pm=1.278×10^-10cm，假设晶体铜的密度为p,晶胞的边长为d.，。则晶胞的体积是d³，则p·d³=(4×64)/N_A解得p=.