Question

CuSO₄和Cu(NO₃)₂是自然界中重要的铜盐。请回答下列问题：

(1)CuSO₄和Cu(NO₃)₂中阳离子的核外价电子排布式为____________，S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。

(2)NO₃^-的立体构型是____________，与NO₃^-互为等电子体的一种非极性分子为__________(填化学式)。

(3)CuSO₄的熔点为560°C，Cu(NO₃)₂的熔点为115℃，CuSO₄熔点更高的原因是___________。

(4)往CuSO₄溶液中加人过量NaOH能生成配合物[Cu(OH)₄]^2-。不考虑空间构型，[Cu(OH)₄]^2-的结构可用示意图表示为_________________（用箭头表示出配位键的位置）

(5)化学实验室常利用新制氢氧化铜检验醛基的存在，乙醛分子中碳原子的杂化方式为____________。

(6)利用新制的Cu(OH)₂检验醛基时，生成红色的Cu₂O,其晶胞结构如下图所示。

①该晶胞原子坐标参数A为（0,0,0)；B为（1,0,0）；C为（，，）。则D原子的坐标参数为_____，它代表___________________原子。

②若Cu₂O晶体的密度为d g ·cm^-3，Cu和O的原子半径分别为r_Cu pm和r_O pm，阿伏加德罗常数值为N_A，列式表示Cu₂O晶胞中原子的空间利用率为_________________。

Answer

3d9 N>O>S 平面三角形 BF3(或BCl3、BBr3等） CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体，SO42-所带电荷比NO3-大，故CuSO4晶格能较大，熔点较高。 SP3 、 SP2 (；；) Cu ×100% （答案合理即可）

【解析】（1）考查价电子和电子排布式、第一电离能的规律，Cu位于第四周期IB族,Cu属于过渡金属，价电子包括最外层电子和次外层d能级上电子，Cu的价电子排布式为3d104s1，CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子是Cu2＋，因此Cu2＋的价电子排布式为3d9；同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此N>O，同主族从上到下第一电离能减小，即O>S，因此N>O>S；（2）本题考查空间构型和等电子体，NO3－中心原子为N，有3个σ键，孤电子对数(5＋1－2×3)/2=0，杂化类型为sp2，空间构型为平面三角形；原子总数相等，价电子总数相同的微粒互称为等电子体，与NO3－互为等电子体的非极性分子是BF3、BCl3等；（3）考查晶体熔点高低判断，CuSO4和Cu(NO3)2都属于离子晶体，判断熔沸点高低，需要比较晶格能，离子半径越小、所带电荷数越多，晶格能越大，熔沸点越高，SO42－比NO3－所带电荷数多，因此CuSO4的晶格能比Cu(NO3)2大；（4）本题考查配位键的构成，Cu2＋提供空轨道，OH－中O提供孤电子对，因此结构是；（5）考查杂化类型，乙醛的结构简式为CH3CHO，其中甲基是sp3杂化，醛基中碳原子为sp2杂化；（6）本题考查晶胞坐标、晶胞的计算，①根据晶胞的结构，D在A和C中间，因此D的坐标是(；；)，白球位于顶点和体心，个数为8×1/8＋1=2，D球位于晶胞内，全部属于晶胞所用，个数为4，根据化学式，推出D为Cu；②空间利用率是晶胞中球的体积与晶胞体积的比值，晶胞球的体积为(4×4×π×rCu3/3+2×4×π×rO3)×10－30，晶胞的体积可以采用晶胞的密度进行计算，即晶胞的体积为2×144/(NA×d)，因此空间利用率为×100%。

点睛：空间利用率中晶胞的体积求法，利用晶胞密度的计算进行，首先根据晶胞的结构判断出化学式和微粒的个数，根据n=N/NA，计算出此物质的物质的量，然后根据m=nM，计算出晶胞的质量，接着计算出晶胞的体积，最后根据密度的定义，求出密度。