Question

銅及其合金是人類最早使用的金屬材料．
（1）Cu⁺的核外電子排布式是

 

．
（2）銅的熔點比鈣的高，其原因是

 

；
（3）①向CuSO₄溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu（OH）₄]^2-．不考慮空間構型，[Cu（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為

 

． ②[Cu（NH₃）₄]²⁺具有對稱的空間構型，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，能得到兩種不同結構的產物，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構型為

 

．
（4）用晶體的x射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數．對金屬銅的測定得到以下結果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361pm．又知銅的密度為9.00g?cm^-3，則銅晶胞的體積是

 

cm³、晶胞的質量是

 

g，阿伏加德羅常數為

 

（列式計算，己知Ar（Cu）=63.6）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構型

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）Cu的原子序數為29，根據能量最低原理書寫電子排布式；
（2）金屬的物理性質主要取決于金屬鍵的強弱；
（3）①[Cu（OH）₄]^2-中與Cu²⁺與4個OH^-形成配位鍵；
②形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，只有一種結構；
（4）根據晶胞的邊長a，其體積為a³．晶胞的質量=密度×晶胞體積．晶胞中含有4個Cu原子，故銅的摩爾質量=

1

4

×晶胞質量×N_A，據此計算N_A．

解答： 解：（1）銅是29號元素，銅原子失去一個電子變成亞銅離子，所以亞銅離子核外有28個電子，Cu⁺的核外電子排布式是：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；
（2）金屬的物理性質主要取決于金屬鍵的強弱，一般金屬鍵越強，金屬的硬度越大、熔點越高；
故答案為：晶體中銅的金屬鍵強度大于鈣；
（3）①[Cu（OH）₄]^2-中與Cu²⁺與4個OH^-形成配位鍵，可表示為；
②形成4個配位鍵，具有對稱的空間構型，可能為平面正方形或正四面體，如為正四面體，[Cu（NH₃）₄]²⁺中的兩個NH₃被兩個Cl^-取代，只有一種結構，所以應為平面正方形；
故答案為：；平面正方型；
（4）根據晶胞的邊長a=361pm=3.61×10^-8cm，其體積為（3.61×10^-8cm）³=4.7×10^-23cm³；
晶胞的質量=9.00g/cm³×4.7×10^-23cm³=4.23×10^-22g；
晶胞中含有4個Cu原子，故63.6g/mol=

1

4

×4.23×10^-22g×N_A，解得N_A=6.01×10^-23mol^-1．
故答案為：4.7×10^-23cm³；4.23×10^-22g；6.01×10^-23mol^-1．

點評：本題綜合考查物質結構和性質知識，題目難度中等，是對物質結構基礎知識和應用能力考查，基礎性較強，重點突出．