Question

【化学一选修3:物质结构与性质】

铜也是日常生活中常见的金属，它的单质及化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛的用途。请回答以下问題:

（1）超细铜粉可用作导电材料、傕化剂等，制备方法如下:

写出基态Cu的外围电子排布式________________，铜元素位于周期表中笫______________族；NH₄CuSO₃所含元素中第一电离能最大是____________（填元素符号）。

SO₄^2-中心原子的杂化方式为___________，SO₃^2-的空间构型为__________。

③ 将NH₄CuSO₃溶于足量稀硫酸中，有剌激性气味的气体放出，该气体是__________，所得溶液呈__________色。

（2）某学生向CuSO₄浓液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到 深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH₃)₄]SO₄ • H₂O晶体。

①下列说法正确的是_______(填代号）

A．氨气极易溶于水，是因为NH₃和H₂O之间形成了极性共价键

B．NH₃和H₂O中心原子的杂化方式相同，键角也相同

c．Cu(NH₃)₄SO₄所含的化学键有离子键、极性键和配位键

d．[Cu(NH₃)₄]SO₄中配离子的空间构型为正方形

②请解释加入乙醇后析出晶体的原因________________。

（3）Cu晶体的堆积方式如右图所示，设Cu原子半径为a，晶体中Cu原子的配位数为______________，晶体的空间利用率为________________。（已知:，列式并计算出结果）

Answer

（1）①3d104s1；ⅠB；N； ②sp3；三角锥型；③SO2；蓝色；（2）①cd；②乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；（3）12；×100%=74.76%。

【解析】

试题分析：（1）①外围电子指价电子，过渡元素价电子包括最外层电子和次外层d能级上的电子，即Cu的外围电子排布式为：3d104s1；铜位于第四周期IB族；第一电离能越大，非金属性越强，同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一电离能最大是N；（2）②杂化轨道数等于价层电子对数，S的价层电子对数为②杂化轨道数等于价层电子对数，S的价层电子对数为=4，因此杂化类型为sp3，SO32－中有3个σ键，孤电子对数为(6＋2－3×2)/2=1，空间构型为三角锥形；③＋1价Cu在酸性溶液中发生歧化反应，生成Cu和Cu2＋，SO32－＋2H＋=SO2↑＋H2O，气体为SO2，溶液变蓝；(2)①a、氨气极易溶于水，因为NH3和H2O形成分子间氢键，故错误；b、NH3中N的杂化方式为sp3，H2O中O的杂化方式为sP3，前者含有一个孤电子对，后者含有2个孤电子对，因此夹角不同，故错误；c、属于络合物，含有Cu2＋和NH3之间形成配位键，NH3中N和H之间形成共价键，Cu2＋和SO42－形成离子键，故正确；d、配离子的构型为正方形，故正确；②乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；(3)金属晶体的配位数确定与金属原子最近的金属原子的个数，根据晶胞，铜原子的配位数为12，空间利用率=球的体积/晶胞的体积，根据晶胞，属于此晶胞的铜原子的个数为8×1/8＋6×1/2=4，面对角线为4a，因此晶胞的边长为2 a，因此空间利用率=×100%=74.76%。

考点：考查价电子、化学用语、晶胞配位数和空间利用率、化学键等知识。