Question

Ⅰ、Cu₂O 广泛应用于太阳能电池领域。以 CuSO₄、NaOH 和抗坏血酸为原料，可制备 Cu₂O。

（1）Cu²⁺基态核外电子排布式为________。

（2）SO₄ ^2﹣的空间构型为_________（用文字描述），Cu²⁺与 OH^-反应能生成[Cu(OH)₄ ]^2-， [Cu(OH)₄]^2-中的配位原子为_______（填元素符号）。

（3）抗坏血酸的分子结构如图 1 所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_______（填“难溶于水”或“易溶于水”）。

（4）一个 Cu₂O 晶胞（如图 2）中，Cu 原子的数目为_________。

Ⅱ、磷酸亚铁锂（LiFePO₄）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用 FeCl₃、NH₄H₂PO₄、LiCl 和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：

（5）在周期表中，与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是___，该元素基态原子核外 M层电子的自旋状态_______（填“相同”或“相反”）。

（6）苯胺（  ）的晶体类型是_________。苯胺与甲苯（ ）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（-5.9℃）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（-95.0℃）、沸点（110.6℃），原因是________。

Answer

1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 正四面体形 O sp3、sp2 易溶于水 4 Mg 相反 分子晶体 苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。

【解析】

(1)Cu原子失去4s能级上1个电子、3d能级上1个电子生成铜离子，据此书写该基态离子核外电子排布式；

(2)SO42-中S原子价层电子对个数且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型；该配离子中Cu2+提供空轨道、O原子提供孤电子对形成配位键；

(3)中1、2、3号C原子价层电子对个数是4，4、5、6号碳原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中C原子轨道杂化类型；抗坏血酸中羟基属于亲水基，增大其水解性；

(4)该晶胞中白色球个数、黑色球个数为4，则白色球和黑色球个数之比=2：4=1：2，根据其化学式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子；

(5)根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁，镁的M层电子数是2，占据s轨道，s轨道最多容纳2个电子，所以自旋方向相反；

(6)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲苯的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。

(1)Cu原子失去4s能级上1个电子、3d能级上1个电子生成铜离子，该基态离子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；

(2)SO42−中S原子价层电子对个数且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该微粒空间构型为正四面体形；该配离子中Cu2+提供空轨道、O原子提供孤电子对形成配位键，所以配原子为O；

(3)中1、2、3号C原子价层电子对个数是4，4、5、6号碳原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论判断该分子中C原子轨道杂化类型，1、2、3号C原子采用sp3杂化，4、5、6号C原子采用sp2杂化；抗坏血酸中羟基属于亲水基，增大其水解性，所以抗坏血酸易溶于水；

(4)该晶胞中白色球个数、黑色球个数为4，则白色球和黑色球个数之比=2:4=1:2，根据其化学式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，则该晶胞中Cu原子数目为4；

(5)根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁，镁的M层电子数是2，占据s轨道，s轨道最多容纳2个电子，所以自旋方向相反；

(6)大多数有机物都是分子晶体，除了一部分有机酸盐和有机碱盐是离子晶体。苯胺比甲苯的熔沸点都高，同一种晶体类型熔沸点不同首先要考虑的就是是否有氢键，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键，因此比甲苯的熔沸点高。