Question

7．銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，如銅用來(lái)制電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑．
（1）將一塊缺角的硫酸銅晶體置于飽和硫酸銅溶液中會(huì)慢慢變成了完整晶體，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了晶體的自范性，若不考慮溶劑揮發(fā)，硫酸銅溶液的質(zhì)量不變．（填“變大”、“變小“或“不變”）
（2）往硫酸銅溶液中加入過(guò)量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子，已知NF₃與NH₃的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu²⁺形成配位鍵．
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種結(jié)構(gòu)不同的產(chǎn)物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為正四邊形．（填“正四面體形”或“正四邊形”）
（4）膽礬CuSO₄•5H₂O可寫[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，其結(jié)構(gòu)示意如圖1：

下列有關(guān)膽礬的說(shuō)法不正確的是BC．
A．游泳池的池水中往往定期加一些膽礬，是因?yàn)殂~離子有一定的殺菌作用
B．膽礬中氧原子存在配位鍵和氫鍵兩種化學(xué)鍵
C．Cu²⁺的價(jià)電子排布式為3d⁸4s¹
D．膽礬中的水在不同溫度下會(huì)分步失去
（5）《X射線金相學(xué)》中記載了關(guān)于銅與金可形成的兩種有序的金屬互化物，其晶胞如圖2．則圖中Ⅰ、Ⅱ?qū)��?yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為CuAu、CuAu₃．設(shè)圖Ⅰ晶胞的邊長(zhǎng)為α cm，對(duì)應(yīng)金屬互化物的密度為ρ g•cm^-3，則阿伏加德羅常數(shù)N_A的值可表示為$\frac{2×（64+197）}{ρ×{a}^{3}}$．（只要求列出算式）．

Answer 1

分析 （1）晶體具有自范性；硫酸銅晶體不再吸水，而硫酸銅溶液為飽和溶液，則溶液質(zhì)量不變；
（2）NF₃中共用電子對(duì)偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu²⁺形成配位鍵；
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種結(jié)構(gòu)不同的產(chǎn)物，說(shuō)明其不是四面體結(jié)構(gòu)，應(yīng)是平面正四邊形結(jié)構(gòu)；
（4）A．銅離子可以使蛋白質(zhì)變性；
B．氫鍵不屬于化學(xué)鍵；
C．Cu是29號(hào)元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，失去4s、3d能級(jí)上各一個(gè)電子生成銅離子；
D．膽礬晶體中水兩類，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子；
（5）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Cu、Au原子數(shù)目，確定化學(xué)式；用阿伏伽德羅常數(shù)表示出晶胞I的質(zhì)量，結(jié)合m=ρV計(jì)算阿伏伽德羅常數(shù)．

解答 解：（1）將一塊缺角的硫酸銅晶體置于飽和硫酸銅溶液中會(huì)慢慢變成了完整晶體，這一現(xiàn)象體現(xiàn)了晶體的 自范性，若不考慮溶劑揮發(fā)，硫酸銅晶體不再吸水，而硫酸銅溶液為飽和溶液，則溶液質(zhì)量不變，
故答案為：自范；不變；
（2）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu²⁺形成配位鍵，
故答案為：N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，在NF₃中，共用電子對(duì)偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難與Cu²⁺形成配位鍵；
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對(duì)稱的空間構(gòu)型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個(gè)NH₃被兩個(gè)Cl^-取代，能得到兩種結(jié)構(gòu)不同的產(chǎn)物，說(shuō)明其不是四面體結(jié)構(gòu)，應(yīng)是平面正四邊形結(jié)構(gòu)，
故答案為：正四邊形；
（4）A．硫酸銅溶解于水能產(chǎn)生重金屬離子--銅離子，能破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使之失去生理功能，細(xì)菌和病毒主要生命活性物質(zhì)是蛋白質(zhì)，故少量的硫酸銅可以消毒游泳池，故A正確；
B．氧原子與銅離子之間形成配位鍵，水分子中O原子與H原子之間形成共價(jià)鍵，硫酸根離子中氧原子與氯原子之間形成共價(jià)鍵，水分子之間O原子與氫原子之間存在氫鍵，但氫鍵不是化學(xué)鍵，故B錯(cuò)誤；
C．Cu是29號(hào)元素，Cu原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，失去4s、3d能級(jí)上各一個(gè)電子生成銅離子，故銅離子價(jià)電子電子排布式3d⁹，故C錯(cuò)誤；
D．由于膽礬晶體中水兩類，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，結(jié)合上有著不同，因此受熱時(shí)也會(huì)因溫度不同而得到不同的產(chǎn)物，故D正確；
故答案為：BC．
（5）晶胞I中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+2×$\frac{1}{2}$=2、Au原子數(shù)目為4×$\frac{1}{2}$=2，則化學(xué)式為CuAu，晶胞Ⅱ中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1、Au原子數(shù)目為6×$\frac{1}{2}$=3，故化學(xué)式為CuAu₃，晶胞I的質(zhì)量為2×$\frac{64+197}{{N}_{A}}$g，
則2×$\frac{64+197}{{N}_{A}}$g=（α cm）³×ρ g•cm^-3，則N_A=$\frac{2×（64+197）}{ρ×{a}^{3}}$，
故答案為：CuAu； CuAu₃；$\frac{2×（64+197）}{ρ×{a}^{3}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及晶體特征、配位鍵、空間構(gòu)型、核外電子排布、晶胞計(jì)算等，（2）中注意根據(jù)電負(fù)性進(jìn)行分析解答，難度中等．