Question

向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续添加氨水，沉淀溶解病得到深蓝色的透明液体；若向试管中加入一定量乙醇，析出深蓝色晶体。结合有关知识，回答下列问题：

(1)Cu、N、O、S元素第一电离能由大到小的顺序是_______（填元素符号）；蓝色沉淀溶解时发生反应的离子方程式是________________。

(2)请解释加入乙醇后析出晶体的原因______________。

(3)SO₄^2-的空间构型是_____________，其中S原子的杂化轨道类型是___________。

(4)NH₃、H₂O分子中，键角的大小顺序为_______（用分子式表示）；NH₃极易溶于H₂O的原因，除了两种分子都是极性分子外，还因为_______________。

(5)Cu和O能形成一种化合物，其晶胞结构如图所示，则R所表示微粒的价电子排布式为_____；若相邻的两不同微粒间的距离为a cm，设阿伏伽德罗常数的数值为N_A，则该晶体的密度为_______(用含a、N_A的代数式表示）g/cm³。

Answer

N>O>S>Cu Cu(OH)2 + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2++2OH- 乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂极性，从而减小溶质的溶解度 正四面体 sp3 NH3>H2O NH3与H2O分子间形成氢键，NH3与H2O发生化学反应 3d10

【解析】(1)同一周期，从左到右，第一电离能逐渐增大，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，N原子的2p为半充满状态，较为稳定，第一电离能最大，第一电离能由大到小的顺序为N>O>S>Cu；蓝色沉淀氢氧化铜被氨水溶解时发生反应的离子方程式为Cu(OH)2 + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2++2OH-，故答案为：N>O>S>Cu ；Cu(OH)2 + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2++2OH-；

(2) 乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂极性，从而减小溶质的溶解度，析出深蓝色晶体，故答案为：乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂极性，从而减小溶质的溶解度；

(3)SO42-中S原子的价层电子对数为4，空间构型是正四面体，其中S原子采用sp3杂化，故答案为：正四面体； sp3；

(4) NH3分子中每个氮原子杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化，三角锥形，键角为107°；H2O分子中每个氧原子杂化轨道数为4，所以采取sp3杂化，为V形，键角为105°，键角：NH3>H2O；NH3与H2O都是极性分子，NH3与H2O分子间形成氢键，NH3与H2O发生化学反应都导致NH3极易溶于H2O，故答案为：NH3与H2O分子间形成氢键，NH3与H2O发生化学反应；

(5)根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有氧原子数为1+8×=2，铜原子数为4，所以该化合物的化学式为Cu2O，则R为Cu，Cu+的价电子排布式为3d10，晶胞质量为(4×+2×)g，若相邻氧原子和铜原子间的距离为a cm，则晶胞的体对角线为4acm，所以边长为cm，所以体积为()3cm3，该晶体的密度为(4×+2×)g÷()3cm3=g/cm3，故答案为：。

点睛：本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、杂化轨道、晶胞的计算等。需要学生具备扎实的基础。本题的易错点是(5)的计算，注意利用均摊法计算晶胞质量，关键是计算晶胞体积。