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．请回答下列问题：
（1）青铜的主要组成元素是铜元素和锡元素，请写出锡原子的价电子排布式

 

．
（2）向硫酸铜溶液里滴加氨水至过量，再加入乙醇，析出晶体，此物质中含有的化学键类型为

 

，SO^2-₄的立体构型是

 

，其中S原子的杂化轨道类型是

 

．
（3）N、O、F三种元素的电负性由大到小的顺序为

 

，Cu₂O的熔点高于Cu₂S，请解释原因

 

．
（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，反应的化学方应程式为

 

．
（5）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，据此计算阿伏加德罗常数为

 

[列式并计算，结果用科学记数法表示，保留两位小数，己知Ar（Cu）=63.6]．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）锡与碳是同主族元素，所以价电子数相同，是第五周期元素，价电子排布在5s5p轨道上；
（2）向硫酸铜溶液里滴加氨水至过量，再加入乙醇，析出[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O晶体，阴阳离子存在离子键，非金属元素间易形成共价键，配合物中存在配位键；根据价层电子对互斥理论确定离子的立体构型，通过中心原子的价电子对数的计算确定原子的杂化方式；
（3）在同一周期从左到右电负性递增，离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，据此答题；
（4）氨水、过氧化氢和铜单独不反应，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；
（5）根据铜摩尔质量=摩尔体积×密度计算．

解答： 解：（1）锡与碳是同主族元素，所以价电子数相同，是第五周期元素，价电子排布在5s5p轨道上，价电子排布式为5s²5p²，故答案为：5s²5p²；
（2）向硫酸铜溶液里滴加氨水至过量，再加入乙醇，析出[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O晶体，[Cu（NH₃）₄]SO₄中硫酸根离子和[Cu（NH₃）₄]²⁺存在离子键，N原子和铜原子之间存在配位键，NH₃中H和N之间存在共价键，所以[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含的化学键有共价键、离子键、配位键；SO^2-₄中硫原子的价电子对数为

6+2

2

=4，无孤对电子，所以S原子的杂化轨道类型sp³杂化，SO^2-₄的立体构型是正四面体，
故答案为：共价键、离子键、配位键；正四面体；sp³杂化；
（3）在同一周期从左到右电负性递增，所以N、O、F三种元素的电负性由大到小的顺序为F＞O＞N；离子晶体中离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，Cu₂O和Cu₂S为离子晶体，氧离子的半径小于硫离子，所以Cu₂O中阴阳离子的核间距小于Cu₂S，所以晶格能大，所以熔点高，
故答案为：F＞O＞N；Cu₂O和Cu₂S为离子晶体，氧离子的半径小于硫离子，所以Cu₂O中阴阳离子的核间距小于Cu₂S，所以晶格能大，所以熔点高；
（4）氨水、过氧化氢和铜单独不反应，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）₄]（OH）₂，故答案为：Cu+H₂O₂+4NH₃═[Cu（NH₃）₄]（OH）₂；
（5）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；1pm=10^-10cm，故一个晶胞的体积为（361×10^-10）³=4.7×10^-23cm³；
晶胞的质量=体积×密度，一个晶胞的质量为4.7×10^-23cm³×9.00g?cm^-3=4.23×10^-22g；
在一个体心晶胞含4个铜原子，故铜的摩尔质量=

1

4

×晶胞质量×N_A，由Ar（Cu）=63.6g?mol^-1×N_A，得N_A=6.01×10²³mol^-1，
故答案为：6.01×10²³mol^-1．

点评：本题主要考查了原子核外电子排布、配合物的结构、晶体的性质、晶胞的计算等知识，综合性较强，中等难度．