Question

【题目】[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及合成农药中间体。 请回答下列问题：

(1)[Cu(NH3)4]2+在水溶液中的颜色是________。

(2)NH3中N原子的杂化轨道类型是________。

(3)Cu2+基态核外电子排布式为_________________。

(4)[Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有________。

(5)S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________。

(6)将金属铜投入到氨水和H2O2的混合溶液中，铜片溶解，溶液是深蓝色，其反应的离子方程式为________。

(7)铜氮合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子核间的距离为a pm，则该晶体的密度为________ g/cm3( 设NA为阿伏加德罗常数值)。

Answer 1

【答案】 深蓝色 sp3杂化 [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 离子键、配位键 N>O>S Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O ×1030

【解析】(1)[Cu(NH3)4]SO4 在水中存在如下解离过程：[Cu(NH3)4]SO4═[Cu(NH3)4]2+（深蓝色离子）+SO42－；[Cu(NH3)4]2+=Cu2＋+4NH3，(2)NH3分子中N原子价层电子对个数=3+1/2×（5-3×1）=4,判断杂化类型；（5）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素的；（6）金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象，但投入氨水与H2O2的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，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，根据氧化还原反应中电子得失守恒和电荷守恒配平；（7）该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为apm，所以晶胞的边长为 apm，则晶胞的体积为( apm）3，利用均摊法计算晶胞中含有的铜原子和氮原子个数，根据ρ=m/V计算．

(1)[Cu(NH3)4]2+在水溶液中的颜色是深蓝色。(2)NH3分子中N原子价层电子对个数=3+1/2×（5-3×1）=4且含有一个孤电子对，所以N原子采用sp3杂化，NH3中N原子的杂化轨道类型是sp3杂化。(3)Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(4)[Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有[Cu(NH3)4]2+（深蓝色离子）和SO42－之间的离子键，N与铜之产的的配位键。(5)同周期主族元素的第一电离能，随着原子序数的增大，有增大的趋势，但第VA族大于第VIA族元素，同主族元素，随着原子序数的增加，第一电离能逐渐减小，则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞S。(6)金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象，但投入氨水与H2O2的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，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，离子方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。(7)在晶胞中，N原子位于顶点，Cu原子位于棱边中点，该晶胞中N原子个数=8×1/8=1，Cu原子个数=12×1/4=3，晶胞的质量为(64×3+14)/NA g，晶胞的体积为( apm）3，则ρ= =×1030g/cm3；