Question

8．鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu₄O（PO₄）₂，可通過下列反應制備：
2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃•H₂O=Cu₄O（PO₄）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）₂SO₄+H₂O
（1）基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹．
（2）根據(jù)價層電子對互斥模型（VSEPR），PO₄^3-離子內(nèi)中心原子價層成鍵電子對和孤電子對之和為4，離子的空間構(gòu)型是正四面體．
（3）液氨分子間存在自耦電離：2NH₃?NH₂^-+NH₄⁺，NH₂^-中氮原子軌道的雜化類型是sp³，H⁺易與NH₃形成NH₄⁺，配位鍵的解釋是NH₃分子中的氮原子有一對孤對電子，易與H⁺通過配位鍵形成[NH₄]⁺．
（4）膽礬CuSO₄•5H₂O的結(jié)構(gòu)示意圖如圖，其含有的微粒間作用力有abde．（填序號）
a．離子鍵      b．極性鍵     c．金屬鍵  d．配位鍵    e．氫鍵     f．非極性鍵
（5）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物[Cu（CN）₄]^2-，Cu²⁺的配位數(shù)為4，1mol CN^-中含有的π鍵的數(shù)目為2N_A．

Answer 1

分析 （1）Cu為29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去最外層電子生成Cu²⁺，據(jù)此書寫Cu²⁺核外電子排布式；
（2）根據(jù)價層電子對互斥理論判斷PO₄^3-離子內(nèi)中心原子價層電子對個數(shù)及空間構(gòu)型；
（3）根據(jù)價層電子對互斥理論判斷中心原子雜化方式；含有空軌道和含有孤電子對的原子之間易形成配位鍵；
（4）該微粒中含有配位鍵、極性鍵、氫鍵、離子鍵；
（5）配合物[Cu（CN）₄]^2-，Cu²⁺的配位數(shù)為4，CN^-與N₂為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似，所以一個CN^-中含有兩個π鍵．

解答 解：（1）Cu為29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去最外層電子生成Cu²⁺，Cu²⁺核外電子排布式為[Ar]3d⁹，故答案為：[Ar]3d⁹；
（2）PO₄^3-離子內(nèi)中心原子價層成鍵電子對為4、孤電子對數(shù)為0，所以PO₄^3-離子內(nèi)中心原子價層成鍵電子對和孤電子對之和為4，離子的空間構(gòu)型是正四面體，
故答案為：4；正四面體；
（3）NH₂^-中N原子價層電子對數(shù)為4且含有兩個孤電子對，所以N原子采用sp³雜化；NH₃分子中的氮原子有一對孤對電子，易與H⁺通過配位鍵形成[NH₄]⁺；
故答案為：sp³；NH₃分子中的氮原子有一對孤對電子，易與H⁺通過配位鍵形成[NH₄]⁺；
（4）該微粒中硫酸根離子和銅離子形成離子鍵、Cu原子和O原子之間形成配位鍵、S-O及O-H原子之間形成極性鍵，水分子之間還能形成氫鍵，故選abde；
（5）配合物[Cu（CN）₄]^2-，Cu²⁺的配位數(shù)為4，CN^-與N₂為等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似，所以一個CN^-中含有兩個π鍵，所以1mol CN^-中含有的π鍵的數(shù)目為2N_A，
故答案為：4；2N_A．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及配合物、化學鍵、原子雜化、微粒空間構(gòu)型、原子核外電子排布等知識點，這些都是高頻考點，難點是價層電子對互斥理論內(nèi)涵，注意配合物內(nèi)界和外界的區(qū)分，題目難度不大．