Question

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）。

（2）PO₄^3－的空间构型是____________。

（3）与SO₄^2－互为等电子体的2种分子是______。

（4）氨水溶液中各元素原子的电负性从大到小排列顺序为_______________．

（5）氨基乙酸铜（结构简式：H₂NCH₂COO-Cu-OOC-CH₂NH₂）分子中碳原子的杂化方式为____________，基态碳原子核外电子占有_________个轨道。

（6）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)₄]^2－，则1mol该配合物中含有的π键的物质的量为__________mol。

（7）铜晶体为面心立方最密堆积，配位数为___________，铜的原子半径为127.8pm，N_A表示阿伏加德罗常数的值，列出晶体铜的密度计算式（不必化简）__________g/cm^-3

Answer

[Ar]3d9 K、Cr 正四面体 SiF4 、CCl4 、CF4、SiCl4等 O＞N＞H sp3、sp2 4 8 12

【解析】（1）考查电子排布式的书写、核外电子排布规律，Cu的价电子排布式为3d104s1，即Cu2＋电子排布式为[Ar]3d9；与铜原子最外层电子数相等的元素是K、Cr；（2）考查空间构型，PO43－中中心原子有4个σ键，孤电子对数为(5＋3－4×2)/2=0，价层电子对数为4，即PO43－的空间构型为正四面体；（3）考查等电子体，与SO42－等电子体的分子有SiF4 、CCl4 、CF4、SiCl4等；（4）考查电负性的规律，氨水中含有的元素是N、H、O，电负性的顺序是O>N>H；（5）考查杂化类型的判断，电子排布式，氨基乙酸铜中－CH2－，该碳原子的杂化类型为sp3，氨基乙酸铜中“C=O”中C原子的杂化类型为sp2；基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，一个p能级有3个原子轨道，1个s能级有1个原子轨道，即基态碳原子核外电子占有4个原子轨道；（6）考查化学键的数目，CN－中C和N共有三个电子对，其中有2个π键，即1mol该配合物中含有π键的物质的量为8mol；（7）考查晶胞的计算，铜晶体为面心立方最密堆积，配位数为12，两个最近的铜原子距离是面对角线的一半，即面对角线距离为4×127.8×10－10cm，根据勾股定理，求出边长为cm，晶胞的体积为（）3cm3，铜原子位于顶点和面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4，即晶胞的质量为g，根据密度的定义，晶胞的密度为g/cm3。