Question

【题目】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）PO43－ 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1molCN－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，其晶体结构单元如右图所示。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

【答案】（1）[Ar]3d9；K Cr； O＜N（2）正四面体 （3）PH3或AsH3 。H3O＋或CH3－ 。 （4）sp3sp2

（5）2NA（6）CuH （7）

【解析】

试题（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）PO43－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2NA。（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)/NA解得p=.