Question

【题目】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）与NH3互为等电子体的分子、离子有________、________(各举一例)。

（2）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2－，则1 mol CN－中含有的π键的数目为________；若此离子与[Cu(H2O)4]2+结构相似，则此离子的空间构型为 。

（3）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为________。

（4） 甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内的O－C－H键角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O－C－H键角；甲醇易溶于水的原因是 。

（5） 金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如图所示，其中N原子的杂化方式为 ，在如图的方框内请在图中用箭头表示出配位键。

Answer 1

【答案】（1）PH3、H3O+

（2）2NA 平面正方形

（3）CuH

（4）小于 甲醇分子和水分子间能够形成氢键，且甲醇和水都是极性分子，相似相溶。

（5）sp2、sp3

【解析】试题分析：（1）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则与NH3互为等电子体的分子、离子有PH3、H3O+；

（2）一个 CN-中含有2个π键，所以1mol CN-中含有的π键的数目为：2NA，若此配离子[Cu(H2O)4]2+是正四面体结构，此配离子与[Cu(H2O)4]2+结构相似，则此配离子的空间构型为平面正方形；

（3）该晶胞中，铜原子个数=4+2×+12×=7，H原子个数=1+3+6×=7，所以其化学式为CuH；

（4）甲醇分子内C的成键电子对数为4，无孤电子对，杂化类型为sp3，是四面体结构，甲醛分子中的碳采取sp2杂化，是平面三角形结构，甲醇分子内O﹣C﹣H键角比甲醛分子内O﹣C﹣H键角小；由于甲醇分子和水分子间能够形成氢键，且甲醇和水都是极性分子，相似相溶，所以甲醇易溶于水。

（5）根据示意图可判断形成双键的氮原子是sp2杂化，全部形成单键的是sp3杂化；配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，其中Mg提供空轨道，所以该配合物中的配位键可表示为。