Question

金属铜与金属锰及其化合物在工业上有着广泛的应用：

(1)Cu^2＋的外围电子排布图可表示为_______________________________________；

(2)Mn基态原子核外处在能量最高的能级上的电子共有________种不同的运动状态；

(3)在铜锰氧化物的催化下，空气中CO被氧化成CO₂，HCHO被氧化成CO₂和H₂O

① N₃^-和CO₂是等电子体，则N₃^-的结构式为_________________________________；

② HCHO分子中C原子轨道的杂化类型为___________________________________；

(4)向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)₄]^2－。不考虑空间构型，[Cu(OH) ₄]^2－的结构可用示意图表示为______________________________；

(5) 用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm(提示：3.61³=47.05），又知铜的密度为9.00g·cm^-3，则铜晶胞的质量是________________________g（保留两位小数）；阿伏加德罗常数为_____________________________________(列式计算，保留两位小数）。

Answer 1

【知识点】物质结构、原子核外电子排布、晶胞计算

【答案解析】 (1)①（2分）                                       （2）5（2分）



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            3d

(3)①[N=N=N]^- （2分） ②sp²    （2分）

(4) （2分）

(5) 4.23×10^-22g（2分）    M(Cu)=64g/mol=×N_A，  N_A=6.05×10²³mol^-1（3分）

				
3d

解析：（1）Cu^2＋是铜原子失去4S上1个电子和3d上1个电子，外围为3d⁹外围电子排布图可表示为

           

(2)Mn基态原子核外处在能量最高的能级上的电子为3d有5个电子，所以有5种不同的运动状态。

（3）① N₃^-和CO₂是等电子体，CO₂是直线型分子，所以N₃^-离子也是直线型，得其结构式为[N=N=N]^- ② HCHO分子中C原子形成3个σ键，杂化轨道数为3，则杂化类型为sp²   

（4）铜原子和4个羟基形成4个配位键，得

（5）1pm=10^-10cm，故一个晶胞的体积为（361×10^-10cm）³=4.7×10^-23cm³；晶胞的质量=体积×密度，故一个晶胞的质量为4.7×10^-23cm³×9.00g•cm^-3=4.23×10^-22g。金属铜晶胞为面心立方最密堆积则每个晶胞含有4个铜原子，铜的摩尔质量=1/4×晶胞质量×N_A，所以64g•mol^-1=1/4×4.23×10^-22g×N_A，得N_A=6.05×10²³mol^-1。

【思路点拨】本题考查了物质结构原子结构、等电子体、杂化轨道有关知识，难度不大。