Question

（14分）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）基态Cu²⁺的核外电子排布式为                        。

（2）根据价层电子对互斥模型（VSEPR），PO₄^3－离子内中心原子价层成键电子对和孤电子对之和为        ，离子的空间构型是                          。

（3）液氨分子间存在自耦电离：2NH₃ NH₂^－+NH₄⁺，NH₂^－中氮原子轨道的杂化类型是            ，H⁺易与NH₃形成NH₄⁺，配位键的解释是                。

（4）胆矾CuSO₄·5H₂O的结构示意图如下，其含有的微粒间作用力有              。（填序号）

a．离子键     

b．极性键    

c．金属键  

d．配位键   

e．氢键    

f．非极性键

（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu（CN）₄]^2－，Cu²⁺的配位数为       ，1mol CN^－中含有的π键的数目为          。

Answer

（1）[Ar]3d9 （2分） （2）4（2分） 正四面体（2分）

（3）sp3（1分） NH3分子中的氮原子有一对孤对电子，易与H+通过配位键形成[NH4]+ （2分）

（4）abde （2分） （5）4（1分） 2NA或2mol（2分）

【解析】

试题分析：（1）Cu是29号元素，Cu原子的基态电子排布为[Ar]3d104s1，Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9。（2）PO43—中P价层电子对数=（5+3）/2=4，P没有孤电子对，故中心原子价层成键电子对和孤电子对之和为4；P与4个O形成4个键，离子空间构型为正四面体。（3）NH2－中N和H原子形成2个σ键，还有1对孤对电子，剩余的一个电子与一个负电荷看成一对电子，故电子数为4对，所以N杂化方式是sp3 ；H+易与NH3形成NH4+，是因为H+带正电，NH3分子中的氮原子有一对孤对电子，易与H+通过配位键形成[NH4]+ 。（4）从图看出Cu2+与H2O以配位键结合；HO2中的H和O以极性共价键结合；H2O之间的H和O形成氢键，[Cu（H2O）4]2+与SO42-以离子键结合，故选abde。（5）从化学式看出[Cu（CN）4]2－，Cu2+的配位数为4；CN-中C和N形成三键，一个三键中有1个σ键和2个π键，故1mol CN－中含有的π键的数目为2NA或2mol。

考点：电子排布式、物质空间构型 、杂化轨道、 化学键类型。