Question

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(yīng)制備：2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃?H₂O=Cu₄O（PO₄）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）2SO₄+H₂O．
請(qǐng)回答下列問題．
（1）上述方程式中涉及到的N、O元素電負(fù)性由小到大的順序是

 

．
（2）基態(tài)S的價(jià)電子排布式為

 

．與Cu同周期且最外層電子數(shù)相等的元素還有

 

（填元素符號(hào)）．
（3）PO₄^3-的空間構(gòu)型是，其中P原子的雜化方式為

 

．
（4）在硫酸銅溶液中加入過量的KSCN溶液，生成配合物[Cu（CN）4]^2-則1molCN^-中含有的π鍵的數(shù)目為

 

．
（5）銅晶體為面心立方最密集堆積，銅的原子半徑為127.8pm，列式計(jì)算晶體銅的密度

 

g/cm³．
（6）下表列出了含氧酸酸性強(qiáng)弱與非羥基氧原子數(shù)的關(guān)系．

	次氯酸	磷酸	硫酸	高氯酸
含氧酸	Cl-OH
非羥基氧原子數(shù)	0	1	2	3
酸性	弱酸	中強(qiáng)酸	強(qiáng)酸	最強(qiáng)酸

由此可得出的判斷含氧酸強(qiáng)弱的一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律是

 

．亞磷酸（H₃PO₃）也是中強(qiáng)酸，它的結(jié)構(gòu)式為

 

．亞磷酸與過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）根據(jù)洪特規(guī)則特例判斷第一電離能大小順序；
（2）根據(jù)S最外層有6個(gè)電子，寫出其價(jià)電子排布式；Cu最外層有1個(gè)電子，數(shù)根據(jù)其最外層電子數(shù)判斷；
（3）根據(jù)磷原子價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其空間構(gòu)型及磷原子的雜化方式；
（4）在CN^-中碳原子與氮原子是以共價(jià)三鍵結(jié)合的，含有1個(gè)?鍵，2個(gè)π鍵；
（5）銅晶體為面心立方最密集堆積，據(jù)此可計(jì)算出晶胞中含有銅原子數(shù)，根據(jù)公式ρ=

m

V

計(jì)算得出密度；
（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出非羥基氧原子數(shù)與酸性強(qiáng)弱的關(guān)系，亞磷酸（H₃PO₃）是中強(qiáng)酸，說明有1個(gè)非羥基氧原子，據(jù)此寫出它的結(jié)構(gòu)式，含氧酸中羥基中的氫能被氫氧化鈉中和，據(jù)此寫化學(xué)方程式；

解答： 解：（1）當(dāng)元素的原子核外電子層上的電子處于全充滿、半充滿或全空狀態(tài)時(shí)，能量低比較穩(wěn)定，N原子的電子處于半充滿狀態(tài)，是穩(wěn)定狀態(tài)，所以N、O元素第一電離能由小到大的順序?yàn)镺＜N，
故答案為：O＜N；
（2）S最外層有6個(gè)電子，其價(jià)電子排布式為3s²3p⁴；Cu最外層有1個(gè)電子，與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素還有K、Cr，
故答案為：3s²3p⁴；K、Cr；
（3）PO₄^3-中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+

1

2

（5+3-4×2）=4，所以P原子按sp³方式雜化，P原子周圍不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型正四面體，
故答案為：正四面體；sp³；
（4）在CN^-中碳原子與氮原子是以共價(jià)三鍵結(jié)合的，含有1個(gè)?鍵，2個(gè)π鍵，所以1molCN^-中含有的π鍵的數(shù)目為2N_A，
故答案為：2N_A；
（5）銅晶體為面心立方最密堆積，則每個(gè)晶胞中含有銅的原子：8×

1

8

+6×

1

2

=4，Cu原子半徑為r=127.8pm=1.278×10^-8cm，設(shè)晶胞的邊長(zhǎng)為d，則有

2

d=4r，所以d=2

2

r，所以晶體銅的密度ρ=

4×64 NA

d3

=

4×64

NA(2 2 ×1.278×10-8)3

g/cm³=9.0g/cm³，
故答案為：9.0g/cm³；
（6）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以看出非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)，亞磷酸（H₃PO₃）是中強(qiáng)酸，說明有1個(gè)非羥基氧原子，據(jù)此可寫出它的結(jié)構(gòu)式為：，含氧酸中羥基中的氫能被氫氧化鈉中和，所以1molH₃PO₃可與2molNaOH反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O，
故答案為：非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)；；H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了雜化方式、核外電子排布、電離能、分子構(gòu)型及晶胞的計(jì)算等內(nèi)容，綜合性強(qiáng)，難度較大，注意利用均攤法計(jì)算晶胞原子數(shù)目．