Question

8．锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu₄O（PO₄）₂，可通过下列反应制备：
2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃•H₂O=Cu₄O（PO₄）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）₂SO₄+H₂O
（1）基态Cu²⁺的核外电子排布式为[Ar]3d⁹．
（2）根据价层电子对互斥模型（VSEPR），PO₄^3-离子内中心原子价层成键电子对和孤电子对之和为4，离子的空间构型是正四面体．
（3）液氨分子间存在自耦电离：2NH₃?NH₂^-+NH₄⁺，NH₂^-中氮原子轨道的杂化类型是sp³，H⁺易与NH₃形成NH₄⁺，配位键的解释是NH₃分子中的氮原子有一对孤对电子，易与H⁺通过配位键形成[NH₄]⁺．
（4）胆矾CuSO₄•5H₂O的结构示意图如图，其含有的微粒间作用力有abde．（填序号）
a．离子键      b．极性键     c．金属键  d．配位键    e．氢键     f．非极性键
（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu（CN）₄]^2-，Cu²⁺的配位数为4，1mol CN^-中含有的π键的数目为2N_A．

Answer 1

分析 （1）Cu为29号元素，其原子核外有29个电子，Cu原子失去最外层电子生成Cu²⁺，据此书写Cu²⁺核外电子排布式；
（2）根据价层电子对互斥理论判断PO₄^3-离子内中心原子价层电子对个数及空间构型；
（3）根据价层电子对互斥理论判断中心原子杂化方式；含有空轨道和含有孤电子对的原子之间易形成配位键；
（4）该微粒中含有配位键、极性键、氢键、离子键；
（5）配合物[Cu（CN）₄]^2-，Cu²⁺的配位数为4，CN^-与N₂为等电子体，等电子体结构相似，所以一个CN^-中含有两个π键．

解答 解：（1）Cu为29号元素，其原子核外有29个电子，Cu原子失去最外层电子生成Cu²⁺，Cu²⁺核外电子排布式为[Ar]3d⁹，故答案为：[Ar]3d⁹；
（2）PO₄^3-离子内中心原子价层成键电子对为4、孤电子对数为0，所以PO₄^3-离子内中心原子价层成键电子对和孤电子对之和为4，离子的空间构型是正四面体，
故答案为：4；正四面体；
（3）NH₂^-中N原子价层电子对数为4且含有两个孤电子对，所以N原子采用sp³杂化；NH₃分子中的氮原子有一对孤对电子，易与H⁺通过配位键形成[NH₄]⁺；
故答案为：sp³；NH₃分子中的氮原子有一对孤对电子，易与H⁺通过配位键形成[NH₄]⁺；
（4）该微粒中硫酸根离子和铜离子形成离子键、Cu原子和O原子之间形成配位键、S-O及O-H原子之间形成极性键，水分子之间还能形成氢键，故选abde；
（5）配合物[Cu（CN）₄]^2-，Cu²⁺的配位数为4，CN^-与N₂为等电子体，等电子体结构相似，所以一个CN^-中含有两个π键，所以1mol CN^-中含有的π键的数目为2N_A，
故答案为：4；2N_A．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及配合物、化学键、原子杂化、微粒空间构型、原子核外电子排布等知识点，这些都是高频考点，难点是价层电子对互斥理论内涵，注意配合物內界和外界的区分，题目难度不大．