Question

铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途．如金属铜用来制造电线电缆，超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中；CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作颜料、防腐剂和消毒剂等．
Ⅰ．超细铜粉的某制备方法如图1：

（1）N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为

N＞O＞S

．
（2）化合物NH₄CuSO₃中，金属阳离子的核外电子排布式为

1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰

．
（3）化合物Cu（NH₃）₄SO₄中，N原子的杂化方式为

SP³杂化

，SO₄^2-的空间构型为

正四面体

．
Ⅱ．氯化亚铜（CuCl）的某制备过程是：向CuCl₂溶液中通入一定量SO₂，微热，反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀．
（4）写出上述制备CuCl的离子方程式

2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O

△   .

2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-

．
（5）CuCl的晶胞结构如图2所示，其中Cl原子的配位数为

4

．
（6）CuCl的熔点比CuO的熔点

低

（选填“高”或“低”）．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低．
（2）化合物NH₄CuSO₃中铜为+1价，核外有28个电子，根据核外电子排布规律书写Cu⁺核外电子排布式．
（3）NH₃中氮原子呈3个N-H键，氮原子还有1对孤对电子对，杂化轨道数为4；SO₄^2-中硫原子的价电子层电子对数为

6+2

2

=4．
Ⅱ（4）CuCl₂溶液中通入一定量SO₂，微热生成CuCl沉淀，铜元素化合价由+2价降低为+1价，硫元素被氧化，二氧化硫被氧化为硫酸．
（4）由CuCl的晶胞结构可知，铜原子中周围有4个氯原子，Cu的配位数为4，根据化学式可知Cl的配位数也为4．
（5）CuCl和CuO都是离子晶体，离子的半径越小，所带电荷越多，晶格能越大，熔点就越高，

解答：解：Ⅰ（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大趋势，氮元素2p能级处于半满稳定状态，能量低，氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能 N＞O＞S．
故答案为：N＞O＞S．
（2）化合物NH₄CuSO₃中铜为+1价，核外有28个电子，铜是29号元素，根据能量最低原理其态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或，该原子失去一个电子时，生成亚铜离子，失去的电子是最外层电子，所以亚铜离子的基态的电子排布式为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰．
故答案为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰．
（3）NH₃中氮原子呈3个N-H键，氮原子还有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，所以氮原子采取SP³杂化．SO₄^2-中硫原子的价电子层电子对数为

6+2

2

=4．孤电子对数为0，所以SO₄^2-是正四面体．
故答案为：SP³杂化；正四面体．
Ⅱ（4）CuCl₂溶液中通入一定量SO₂，微热生成CuCl沉淀，铜元素化合价由+2价降低为+1价，硫元素被氧化，二氧化硫被氧化为硫酸．所以该反应的离子方程式为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O

△   .

2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-．
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-
（5）从CuCl的晶胞可以判断，每个铜原子与4个Cl距离最近且相等，即Cu的配位数为4，根据化学式可知Cl的配位数也为4．
故答案为：4．
（6）CuCl和CuO都是离子晶体，离子晶体中晶格能越大，熔点越高，晶格能与离子的半径和电荷有关，离子的半径越小，所带电荷越多，晶格能越大，熔点就越高，CuCl中氯离子半径大于CuO的中氧离子半径，CuCl中氯离子所带电荷小于CuO中氧离子所带电荷，所以CuCl的熔点比CuO的熔点低．
故答案为：低．

点评：本题考查较为综合，涉及电子排布式、分子的立体构型、杂化轨道类型、以及晶体结构分析等知识，题目具有一定难度，本题注意晶胞配位数的判断方法．