Question

铜是生活中常见的金属，铜及其化合物在不同环境中能呈现出不同的颜色：

回答下列问题：

（1）Cu基态核外电子排布式为___；科学家通过X射线测得Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O结构示意图可简单表示如图：

图中虚线表示的作用力为___。

（2）已知Cu+(SCN)₂Cu+(SCN)₂，1mol(SCN)₂分子中含有的π键数目为___，写出2个与SCN^-互为等电子体的分子的化学式___。

（3）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是___，反应的化学方程式为___。

（4）在Cu(H₂O)₄SO₄·H₂O晶体中，[Cu(NH₃)₄]²⁺为平面正方形结构，则呈正四面体结构的原子团是___，其中心原子的杂化轨道类型是___。

（5）已知Cu的晶胞结构如图所示，铜原子的配位数为___，又知晶胞边长为3.61×10^-8cm，则Cu的密度为___ (保留三位有效数字)。

Answer

1s22s22p63s23p63d104s1 配位键、氢键 4NA CO2、CS2(其他答案正确即可) 过氧化氢为氧化剂，氨与铜离子形成配离子，两者相互促进使反应进行 Cu + H2O2 + 4NH3·H2O = Cu(NH3)4(OH)2+4H2O SO42− sp3 12 9.04g·cm−3

【解析】

⑴Cu是29号元素，写出基态核外电子排布式；Cu2+与H2O中O之间是配位键，O提供孤对电子，H···O之间是分子间氢键。

⑵根据(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N计算π键数目；根据价电子数S = O =N－分析，书写与SCN－互为等电子体的分子的化学式。

⑶金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，说明两者能相互促进，其中过氧化氢为氧化剂，氨与铜离子形成配离子，两者相互促进使反应进行，再书写方程式。

⑷计算硫酸根的价层电子对数，得出中心原子的杂化轨道类型和结构。

⑸已知Cu的晶胞结构如图所示，Cu是面心立方，计算晶胞中Cu的个数和根据公式计算Cu的密度。

⑴Cu是29号元素，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；科学家通过X射线测得Cu(H2O)4SO4·H2O结构示意图可简单表示如图：Cu2+与H2O中O之间是配位键，O提供孤对电子，H···O之间是分子间氢键；故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；配位键、氢键。

⑵(SCN)2的结构式为N≡C—S—S—C≡N，因此1mol(SCN)2分子中含有的π键数目为4NA，根据价电子数S = O =N－分析，与SCN－互为等电子体的分子的化学式CO2、CS2；故答案为：4NA；CO2、CS2(其他答案正确即可)。

⑶金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，说明两者能相互促进，其中过氧化氢为氧化剂，氨与铜离子形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为Cu + H2O2 + 4NH3·H2O = Cu(NH3)4(OH)2+4H2O；故答案为：过氧化氢为氧化剂，氨与铜离子形成配离子，两者相互促进使反应进行；Cu + H2O2 + 4NH3·H2O = Cu(NH3)4(OH)2+4H2O。

⑷在Cu(H2O)4SO4·H2O晶体中，[Cu(NH3)4]2+为平面正方形结构，S与四个O形成4个共价键，孤对电子数=，因此价层电子对数为4对，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化，呈正四面体结构；故答案为：SO42−；sp3。

⑸已知Cu的晶胞结构如图所示，Cu是面心立方，因此铜原子的配位数为12，又知晶胞边长为3.61×10-8cm，晶胞中Cu的个数为，则Cu的密度为 ；故答案为：12；9.04g·cm−3。