Question

铜及其合金是人类最早使用的金属材料．
（1）Cu⁺的核外电子排布式是

 

．
（2）铜的熔点比钙的高，其原因是

 

；
（3）①向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu（OH）₄]^2-．不考虑空间构型，[Cu（OH）₄]^2-的结构可用示意图表示为

 

． ②[Cu（NH₃）₄]²⁺具有对称的空间构型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH₃）₄]²⁺的空间构型为

 

．
（4）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，则铜晶胞的体积是

 

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）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）Cu的原子序数为29，根据能量最低原理书写电子排布式；
（2）金属的物理性质主要取决于金属键的强弱；
（3）①[Cu（OH）₄]^2-中与Cu²⁺与4个OH^-形成配位键；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，只有一种结构；
（4）根据晶胞的边长a，其体积为a³．晶胞的质量=密度×晶胞体积．晶胞中含有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．

解答： 解：（1）铜是29号元素，铜原子失去一个电子变成亚铜离子，所以亚铜离子核外有28个电子，Cu⁺的核外电子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（2）金属的物理性质主要取决于金属键的强弱，一般金属键越强，金属的硬度越大、熔点越高；
故答案为：晶体中铜的金属键强度大于钙；
（3）①[Cu（OH）₄]^2-中与Cu²⁺与4个OH^-形成配位键，可表示为；
②形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形或正四面体，如为正四面体，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的两个NH₃被两个Cl^-取代，只有一种结构，所以应为平面正方形；
故答案为：；平面正方型；
（4）根据晶胞的边长a=361pm=3.61×10^-8cm，其体积为（3.61×10^-8cm）³=4.7×10^-23cm³；
晶胞的质量=9.00g/cm³×4.7×10^-23cm³=4.23×10^-22g；
晶胞中含有4个Cu原子，故63.6g/mol=

1

4

×4.23×10^-22g×N_A，解得N_A=6.01×10^-23mol^-1．
故答案为：4.7×10^-23cm³；4.23×10^-22g；6.01×10^-23mol^-1．

点评：本题综合考查物质结构和性质知识，题目难度中等，是对物质结构基础知识和应用能力考查，基础性较强，重点突出．