Question

12．I．CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等．已知：
①CuCl可以由CuC1₂用適當?shù)倪�原劑如SO₂、SnCl₂等還原制得：
2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-
2CuCl₂+SnCl₂═2CuCl↓+SnCl₄
②CuCl₂溶液與乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）可形成配離子：

請回答下列問題：
（1）基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；C、N、0三種元素第一電離能由大到小的順序是O＞N＞C．
（2）S0₂分子的空間構(gòu)型為V型；與SnCL₄互為等電子體的一種陰離子的化學式為SO₄^2-、SiO₄^4-．
（3）乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類型為sp³雜化．乙二胺和三甲胺[N（CH₃）₃]均屬于子胺，但乙二胺比三甲胺的沸點的多，原因是乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵．
（4）②中所形成的配離子中不含有的化學鍵類型有   c（填字母）．
a．配位鍵b．極性鍵c．離子鍵   d．非極性鍵
（5）Cu （OH）₂可溶于第水中，反應的離子方程式為Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．
（6）已知4CuO=2Cu₂0+O₂，試從結(jié)構(gòu)的角度解擇這一反應能夠發(fā)生的原因Cu²⁺的價電子結(jié)構(gòu)為3d⁹，Cu⁺的價電子結(jié)構(gòu)為3d¹⁰，3d¹⁰為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在高溫時，Cu²⁺得一個電子變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的Cu⁺．
（7）Cu與H可形成一種紅色晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，則一個晶胞的質(zhì)量為 g．


Ⅱ．銅單質(zhì)晶體其晶胞特征如圖乙所示，原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如圖丙所示．
（8）若已知Cu的原子半徑為d cm，N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，Cu的相對原子質(zhì)量為Mt，則該晶體的密度為$\frac{{M}_{t}}{4\sqrt{2}m3hhm0m^{3}{N}_{A}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫Cu原子的核外電子排布式；同周期自左而右，電負性增大，據(jù)此判斷C、O、N元素的電負性；
（2）SO₂分子的中心原子S原子的雜化軌道數(shù)為3，采取sp²雜化，含有1對孤對電子對，為V型結(jié)構(gòu)；根據(jù)等電子體理論寫出符合條件的與SnCL₄互為等電子體的一種陰離子的化學式；
（3）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3個σ鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³雜化；乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，但三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵；
（4）離子中存在配位鍵、C-N鍵、C-H鍵、N-H鍵、C-C鍵，據(jù)此判斷離子所含有的化學鍵類型；
（5）氫氧化銅能與氨水反應生成深藍色的溶液，生成了銅氨絡離子，結(jié)合原子守恒書寫；
（6）Cu⁺的核外有28個電子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其基態(tài)離子核外電子排布式，再結(jié)合原子軌道處于全空、半滿或全滿時最穩(wěn)定；
（7）結(jié)合晶胞的均攤法計算晶胞中Cu和H原子數(shù)目，再結(jié)合Cu和H的摩爾質(zhì)量，計算晶胞的質(zhì)量；
（8）可以均攤法計算晶胞中Cu原子數(shù)目，結(jié)合Cu的摩爾質(zhì)量計算晶胞質(zhì)量，Cu的原子半徑為d cm，有圖丙可知晶胞平面對角線長為4dcm，則晶胞棱長為2$\sqrt{2}$dcm，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度．

解答 解：（1）Cu原子的核電荷數(shù)為29，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
同周期自左而右，電負性增大，電負性O(shè)＞N＞C，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；O＞N＞H
（2）SO₂分子的中心原子S原子的雜化軌道數(shù)為$\frac{6}{2}$=3，采取sp²雜化，含有1對孤對電子對，故SO₂為V型結(jié)構(gòu)；與SnCL₄互為等電子體的一種陰離子有SO₄^2-、SiO₄^4-等；
故答案為：V型；SO₄^2-、SiO₄^4-；
（3）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3個σ鍵，含有1對孤對電子，雜化軌道數(shù)為4，采取sp³雜化；乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺的沸點較高．
故答案為：sp³雜化；乙二胺分子之間可以形成氫鍵，三甲胺分子之間不能形成氫鍵；
（4）離子中存在配位鍵、C-N鍵、C-H鍵、N-H鍵、C-C鍵，其中C-N鍵、C-H鍵、N-H鍵為極性鍵，C-C鍵為非極性鍵，故離子含有配位鍵、極性鍵、非極性鍵，不含有離子鍵，則選c；故答案為：c；
（5）向Cu（OH）₂的懸濁液中滴加氨水，氫氧化銅能與氨水反應生成深藍色的溶液，即生成了銅氨絡離子，其反應的離子方程式為：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
故答案為：Cu（OH）₂+4NH₃•H₂O=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O；
（6）Cu元素為29號元素，原子核外有29個電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；Cu²⁺的價電子結(jié)構(gòu)為3d⁹，Cu⁺的價電子結(jié)構(gòu)為3d¹⁰，3d¹⁰為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在高溫時，Cu²⁺得一個電子變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的Cu⁺；
故答案為：Cu²⁺的價電子結(jié)構(gòu)為3d⁹，Cu⁺的價電子結(jié)構(gòu)為3d¹⁰，3d¹⁰為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以在高溫時，Cu²⁺得一個電子變成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的Cu⁺；
（7）該晶胞中含有銅原子個數(shù)銅原子個數(shù)=4+2×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{6}$=7，H原子個數(shù)=1+3+6×$\frac{1}{3}$=7，則一個晶胞中含有7個CuH，晶胞的質(zhì)量為$\frac{65×7}{{N}_{A}}$g=$\frac{435}{{N}_{A}}$g，故答案為：$\frac{435}{{N}_{A}}$；
（8）Cu晶胞中含有Cu原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞的質(zhì)量為$\frac{4{M}_{t}}{{N}_{A}}g$，Cu的原子半徑為d cm，有圖丙可知晶胞平面對角線長為4dcm，則晶胞棱長為2$\sqrt{2}$dcm，晶胞的體積為（2$\sqrt{2}$dcm）³=16$\sqrt{2}$d³cm³，晶胞密度根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{4{M}_{t}}{{N}_{A}}}{16\sqrt{2}hn9aara^{3}}g/c{m}^{3}$=$\frac{{M}_{t}}{4\sqrt{2}cyojb1a^{3}{N}_{A}}$g/cm³，故答案為：$\frac{{M}_{t}}{4\sqrt{2}xcu4m5h^{3}{N}_{A}}$．

點評 考查核外電子排布規(guī)律、電負性、雜化軌道、分子空間結(jié)構(gòu)、氫鍵與化學鍵、晶胞等，晶胞的計算是本題難點，綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)與分析問題解決問題的能力．