Question

16．利用銅萃取劑M，通過如圖甲所示反應實現(xiàn)銅離子的富集：
（1）X難溶于水、易溶于有機溶劑，其晶體類型為分子晶體．
（2）M所含元素的電負性由大到小順序為O＞N＞C＞H，分子中碳原子的雜化方式有sp²、sp³．
（3）上述反應中斷裂和生成的化學鍵有be（填序號）．
a．離子鍵　b．配位鍵　c．金屬鍵　d．范德華力　e．共價鍵
（4）M與W（分子結構如圖乙）相比，M的水溶性小，更利于Cu²⁺的萃�。甅水溶性小的主要原因是M能形成分子內氫鍵，使溶解度減小．
（5）基態(tài)Cu²⁺的外圍電子排布式為3d⁹，Cu²⁺等過渡元素水合離子是否有顏色與原子結構有關，且存在一定的規(guī)律．判斷Sc³⁺、Zn²⁺的水合離子為無色的依據(jù)是3d軌道上沒有未成對電子（3d軌道上電子為全空或全滿）．

離子	Sc3+	Ti3+	Fe2+	Cu2+	Zn2+
顏色	無色	紫紅色	淺綠色	藍色	無色

（6）某Y原子的價電子排布式是3s²3p⁵，銅與Y形成的化合物的晶胞結構如圖丙；
①晶體的化學式是CuCl．
②已知該晶體的密度為ρg•cm^-3，阿伏伽德羅常數(shù)的值為N_A，則該晶體中銅原子與Y原子之間的最短距離為=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×10¹⁰pm（只寫計算式）．

Answer 1

分析 （1）有機物的構成微粒都是分子，由分子構成的晶體是分子晶體；
（2）M中含有C、H、O、N元素，元素的非金屬性越強，其電負性越強；根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型；
（3）該反應中斷裂的化學鍵是共價鍵、形成的化學鍵有配位鍵；
（4）分子內氫鍵導致物質溶解度降低；
（5）Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，失去4s、3d能級上各一個電子生成銅離子，銅離子外圍電子有9個，據(jù)此書寫銅離子外圍電子排布式；
3d能級上沒有未成對電子的離子其水和離子無色；
（6）①根據(jù)價電子排布式知，Y元素是Cl元素，該晶胞中Cu微粒個數(shù)為4、氯離子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以銅微粒和氯離子個數(shù)之比為4：4=1：1，據(jù)此判斷化學式；
②晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$，晶胞棱長=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$，Cu原子和Cl原子最短距離為晶胞體長的$\frac{1}{4}$，晶胞體長=$\sqrt{3}×$$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$．

解答 解：（1）有機物的構成微粒都是分子，由分子構成的晶體是分子晶體，M是有機物，屬于分子晶體，故答案為：分子晶體；
（2）元素的非金屬性越強，其電負性越大，同周期自左而右電負性增大，故電負性O＞N＞C＞H，由結構簡式可知，價層電子對個數(shù)是3的C原子采用sp²雜化、C原子價層電子對個數(shù)是4的采用sp³雜化，故答案為：O＞N＞C＞H；sp²、sp³；
（3）該反應中斷裂的化學鍵是共價鍵、形成的化學鍵有配位鍵，故選：be；              
（4）由于M能形成分子內氫鍵，使溶解度減小，故答案為：M能形成分子內氫鍵，使溶解度減��；
（5）Cu原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故Cu²⁺的外圍電子排布式為3d⁹，Zn²⁺離子的原子核外排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，d軌道上有10個電子，故Zn²⁺ 無色，Sc³⁺離子的原子核外排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，其d軌道上有0電子，處于全空，故沒有顏色，故答案為：3d⁹；3d軌道上沒有未成對電子（3d軌道上電子為全空或全滿）；
（6）①根據(jù)價電子排布式知，Y元素是Cl元素，該晶胞中Cu微粒個數(shù)為4、氯離子個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，所以銅微粒和氯離子個數(shù)之比為4：4=1：1，所以其化學式為CuCl，
故答案為：CuCl；
②晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{ρ}$，晶胞棱長=$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$，Cu原子和Cl原子最短距離為晶胞體長的$\frac{1}{4}$，晶胞體長=$\sqrt{3}×$$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$，Cu原子和Cl原子最短距離為晶胞體長的$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{4}×$$\sqrt{3}$×$\root{3}{\frac{4M}{ρ{N}_{A}}}$×10¹⁰pm=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×10¹⁰pm，
故答案為：=$\frac{\sqrt{3}}{4}\root{3}{\frac{4×99.5}{ρ{N}_{A}}}$×10¹⁰．

點評 本題考查物質結構和性質，涉及晶胞計算、原子雜化、原子核外電子排布、電負性、氫鍵等知識點，為高頻考點，熟悉均攤法、價層電子對互斥理論、元素周期律、構造原理等知識點即可解答，注意分子內氫鍵和分子間氫鍵對物質溶解性的影響，難點是晶胞計算，題目難度中等．