Question

【选修 3——物质结构】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⁺的外围电子排布式：________。

（2）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)。

（3）上述反应方程式中，反应物混合溶液中可以互为等电子体的离子有_____ 和_____________。

（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1 mol CN^－中含有的π键的数目为________，若此配离子与[Cu(H₂O)₄]²⁺结构相似，则此配离子的空间构型为：_____________。

（6）当CN^－充当配体时，配位原子是_____________，判定原因是_____________。

（7）Cu 元素与 H 元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为________。

（8）铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为 127.8 pm，列式计算晶体铜的密度________________。

Answer

（1）[Ar]3d9；（2）K、Cr；（3）PO43-和SO42-；（4）sp3、sp2；（5）2NA；正四面体；

（6）C；CN-与CO为等电子体，结构相似，分子中有三个键，即一个σ键，两个π键，但其中一个π键为配位键，使C原子带部分负电荷，N原子带部分正电荷；（7）CuH；（8）9.0g/cm3

【解析】

试题分析：（1）铜是29号元素，二价铜离子核外有27个电子，根据构造原理知，其核外电子排布式为：[Ar]3d9，故答案为：[Ar]3d9；

（2）铜最外层有1个电子，在同一周期中最外层一个电子的还有K、Cr，故答案为：K、Cr；     

（3）根据原子数和价电子数分别相等的两种微粒互为等电子体，反应物混合溶液中可以互为等电子体的离子有PO43-和SO42-，故答案为：PO43-和SO42-；

（4）氨基乙酸铜的分子中一种碳有碳氧双键，碳的杂化方式为sp2杂化，另一种碳周围都是单键，碳的杂化方式为sp3杂化，故答案为：sp3、sp2；

（5）一个 CN-中含有2个π键，所以1mol CN-中含有的π键的数目为：2NA，若此配离子[Cu(H2O)4]2+是正四面体结构，此配离子与[Cu(H2O)4]2+结构相似，则此配离子的空间构型为正四面体，故答案为：2NA；正四面体；

（6）CN-与CO为等电子体，结构相似，分子中有三个键，即一个σ键，两个π键，但其中一个π键为配位键，其电子可认为来自氮原子，其中的π配键在一定程度上抵消了碳和氮间电负性差所造成的极性，使C原子带部分负电荷，N原子带部分正电荷.所以氰根离子在配合物中做配体时，碳原子提供孤电子对，即碳原子为配位原子，故答案为：C；CN-与CO为等电子体，结构相似，分子中有三个键，即一个σ键，两个π键，但其中一个π键为配位键，使C原子带部分负电荷，N原子带部分正电荷；

（7）该晶胞中，铜原子个数=4+2×+12×=7，H原子个数=1+3+6×=7，所以其化学式为CuH，故答案为：CuH；

（8）在铜晶胞中含有铜原子数为3+2×+12×=6，铜的原子半径为127.8pm，所以晶胞的边长为4××127.8pm，所以晶胞的密度为g/cm3=9.0g/cm3，故答案为：9.0g/cm3。

考点：考查了晶胞的计算；原子核外电子排布；等电子原理的相关知识。