Question

10．鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是 Cu₄O（PO₄）₂，可通過(guò)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(wèn)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N＜O．
（2）基態(tài) S 的價(jià)電子排布式為3s²3p⁴．與 Cu 同周期且最外層電子數(shù)相等的元素還有K、Cr（填元素符號(hào)）．
（3）PO₄^3-的空間構(gòu)型是正四面體，其中 P 原子的雜化方式為sp³．
（4）在硫酸銅溶液中加入過(guò)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2N_A．
（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9.0g/cm³．
（6）如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
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)律是含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)．亞磷酸 （H₃PO₃ ） 也是中強(qiáng)酸，它的結(jié)構(gòu)式為．亞磷酸與過(guò)量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為H₃PO₃+2NaOH═Na₂HPO₃+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素周期律判斷電負(fù)性大�。�
（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=$\frac{m}{V}$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(shuō)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）根據(jù)元素周期律，同周期元素，從左向右，電負(fù)性逐漸增大，所以N、O元素電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镹＜O，
故答案為：N＜O；
（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+$\frac{1}{2}$（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×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=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 $\sqrt{2}$d=4r，所以d=2 $\sqrt{2}$r，所以晶體銅的密度ρ=$\frac{4×64}{{N}_{A}}$÷d³=$\frac{4×64}{{N}_{A}（2\sqrt{2}×1.278×1{0}^{-8}）^{3}}$g/cm³=9.0g/cm³，
故答案為：9.0；
（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(shuō)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)化學(xué)方程式為H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O，
故答案為：含氧酸分子結(jié)構(gòu)中含非羥基氧原子數(shù)越多，該含氧酸的酸性越強(qiáng)；；H₃PO₃+2NaOH=Na₂HPO₃+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電負(fù)性、核外電子排布、雜化方式、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．