Question

【題目】（14分）銅、鐵都是日常生活中常見(jiàn)的金屬，它們的單質(zhì)及其化合物在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途。

請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，其制備方法如下：

①Cu2+的價(jià)電子排布圖 ；NH4CuSO3中N、O、S三種元素的第一電離能由大到小順序?yàn)?/span>________（填元素符號(hào)）。

②SO42－的空間構(gòu)型為 ，SO32－離子中心原子的雜化方式為 。

（2）請(qǐng)寫(xiě)出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。

（3）某學(xué)生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加入過(guò)量氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶體。

①下列說(shuō)法正確的是

a．氨氣極易溶于水，是因?yàn)?/span>NH3分子和H2O分子之間形成3種不同的氫鍵

b．NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角

c．Cu(NH3)4SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價(jià)鍵和配位鍵

d．Cu(NH3)4SO4組成元素中電負(fù)性最大的是氮元素

②請(qǐng)解釋加入乙醇后析出晶體的原因 。

（4）Cu晶體的堆積方式如圖所示，設(shè)Cu原子半徑為r，晶體中Cu原子的配位數(shù)為 ，晶體的空間利用率為 （列式）。

Answer 1

【答案】（1）①；N>O>S；②正四面體，sp2；

（2）2Cu(NH3)42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4+ +SO42-；

（3）①c； ②一水合硫酸四氨合銅在乙醇中溶解度較小。

（4）12 ；74.76% 。

【解析】

試題分析：（1）①Cu是29號(hào)元素，Cu2+的價(jià)層電子數(shù)是9個(gè)，所以Cu2+價(jià)電子排布圖是；N、O、S三種元素中由于N原子的2p軌道是半充滿狀態(tài)，所以第一電離能最大；同主族元素，隨電子層數(shù)的增多，第一電離能逐漸減小，所以3種元素的第一電離能由大到小順序?yàn)椋?/span>N＞O＞S；②SO42－的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+1/2（6+2-4×2）=4，所以空間構(gòu)型為正四面體型；SO32－離子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+1/2（6+2-3×2）=4，所以中心原子的雜化方式為sp3雜化；（2）由流程圖可知向[Cu(NH3)4]SO4水溶液中通入SO2時(shí)生成白色沉淀，根據(jù)所給沉淀的化學(xué)式書(shū)寫(xiě)離子方程式，所以離子方程式為：2Cu(NH3)42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4+ +SO42-；（3）①a．氨氣極易溶于水，是因?yàn)?/span>NH3分子和H2O分子之間形成2種不同的氫鍵，N與H，O與H之間，錯(cuò)誤；b．NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣是三角錐型，水是角形，氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角，錯(cuò)誤；c．Cu(NH3)4 SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價(jià)鍵和配位鍵，硫酸根離子與配離子之間是離子鍵，N與H之間是共價(jià)鍵，氨氣與銅離子之間是配位鍵，正確；d．Cu(NH3)4 SO4組成元素中電負(fù)性最大的是氧元素，錯(cuò)誤；②根據(jù)相似相容原理，極性分子易溶于極性溶劑，乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度；（4）Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，所以配位數(shù)是12；由圖可知，立方體的面的對(duì)角線長(zhǎng)是4r，所以立方體的棱長(zhǎng) 1個(gè)Cu的體積是4πr3/3，晶胞中Cu原子的個(gè)數(shù)是4個(gè)，所以晶體的空間利用率為4×4πr3/3÷a3=74.76%。