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：2Na...

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+的核外电子排布式：___。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），上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为 ___。

（2）的空间构型是____。

（3）与NH3互为等电子体的分子、离子有___、 __(各举一例)。

（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1molCN－中含有的π键的数目为____。

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

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

[Ar]3d9 K 、Cr O＜N 正四面体 PH3或AsH3 H3O＋或 sp3、sp2 2NA CuH =9.0g/cm3 【解析】 (1)Cu是29号元素，基态Cu2+的核外电子排布式为：[Ar]3d9；Cu原子最外层只有1个电子，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K、Cr；7号元素N原子的电子排布式为1s22s22p3，8号元素O原子的电子排布式为1s22s22p4，N原子的2p能级处于半充满状态，较稳定，所以N、O元素第一电离能由小到大的顺序为O＜N。 (2)中P的孤电子对数为 =0，σ键电子对数为4，则空间构型是正四面体。 (3)与NH3互为等电子体的分子有PH3或AsH3；离子有H3O＋、等。 (4)在氨基乙酸铜的分子中-CH2-碳原子为sp3杂化，羰基碳原子为sp2杂化。 (5)在CN－中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，三键中含1个σ键和2个π键，1molCN-中含有的π键的数2NA。 (6)在该化合物的晶胞中Cu：12×+2×+3=6，H：6×+4=6，所以Cu：H=1:1，故该化合物的化学式为 CuH。 (7)铜晶体为面心立方最密堆积，则每个晶胞中含有铜的原子：8 ×+6×=4，Cu原子半径为127.8pm=127.8×10-10cm，假设晶胞的边长为d，则d=4×127.8×10-10cm，则晶胞的体积是=（2×127.8×10-10）cm3，则晶体铜的密度= ==9.0g/cm3。

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考点分析：

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热化学碘硫循环可用于大规模制氢气，SO2水溶液还原I2和HI分解均是其中的主要反应。回答下列问题：

（1）以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。

反应II包含两步反应：

①H2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g） △H1=+177kJ/mol

②2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g） △H2=+196kJ/mol

①写出反应①自发进行的条件是：________。

②写出反应Ⅱ的热化学方程式：________。

（2）起始时 HI的物质的量为1mo1，总压强为0.1MPa下，发生反应HI（g）H2（g）+I2（g）平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示：

①该反应的△H ________ （“＞”或“＜”）0。

②600℃时，平衡分压p（I2）= ___MPa，反应的平衡常数Kp=______ （Kp为以分压表示的平衡常数）。

（3）反应 H2（g）＋I2（g） 2HI（g）的反应机理如下：

第一步：I22I（快速平衡）

第二步：I＋H2H2I（快速平衡）

第三步：H2I＋I 2HI （慢反应）

①第一步反应_____ （填 “放出”或“吸收”）能量。

②只需一步完成的反应称为基元反应，基元反应如aA＋dD = gG＋hH 的速率方程，v= kca（A）•cd（D），k为常数；非基元反应由多个基元反应组成，非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2（g）与I2（g）反应生成 HI（g）的速率方程为v= ____（用含k1、k－1、k2…的代数式表示）。

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废旧可充电电池主要含有Fe、Ni、Cd、Co等金属元素，一种混合处理各种电池回收金属的新工艺如下图所示。

已知：Ⅰ．滤液①中含有Ni(NH3)62+、Cd(NH3)42+、Co(NH3) 62+等物质。

Ⅱ．萃取和反萃取的反应原理分别为:

Ni(NH3)62++ 2HRNiR2+2NH4++4NH3 ；NiR2+2H+Ni2+ +2HR

(1)为了加快浸取速率，可采取的措施为__________（任写一条）。

(2)已知浸取过程中NH3和NH4+的物质的量之和与Ni、Cd、Co浸取率的关系如表2所示。

表2 浸取过程中氨总量与各离子浸取率的关系

编号	n(NH3)+ n(NH4+)/mol	Ni浸取率/%	Cd浸取率/%	Co浸取率/%
①	2.6	97.2	88.6	98.1
②	3.5	86.0	98.8	86.7
③	4.8	98.4	98.8	94.9
④	5.6	97.7	85.1	96.8
⑤	9.8	95.6	84.1	96.1

则可采用的最佳实验条件编号为_____。

(3)Co(OH)3与盐酸反应产生气体单质，该反应的化学方程式______。

(4)操作①的名称为_________、过滤、洗涤。

(5)向有机相中加入H2SO4能进行反萃取的原因为_______（结合平衡移动原理解释）。

(6)将水相加热并通入热水蒸气会生成CdCO3沉淀，并产生使红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的离子方程式为___。

(7)上述工艺流程中可能循环使用的物质为______。

(8)已知Ksp(CdCO3)=1.0×10-12，Ksp(NiCO3)=1.4×10-7。若向物质的量浓度均为0.2mol/L的Cd2+和Ni2+溶液中滴加Na2CO3溶液(设溶液体积增加1倍)，使Cd2+恰好沉淀完全，即溶液中c(Cd2+)=1.0×10-5mol/L时，是否有NiCO3沉淀生成(填“是”或者“否”)____。