Question

【題目】銅、鐵都是日常生活中常見的金屬，它們的單質(zhì)及其化合物在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途． 請回答以下問題：
（1）超細(xì)銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，其制備方法如圖1：
①Cu2+的價電子排布圖； NH4CuSO3中N、O、S三種元素的第一電離能由大到小順序為（填元素符號）．
②SO42﹣的空間構(gòu)型為 ， SO32﹣離子中心原子的雜化方式為 ．
（2）請寫出向Cu（NH3）4SO4水溶液中通入SO2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式．
（3）某學(xué)生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成藍(lán)色沉淀，繼續(xù)加入過量氨水沉淀溶解，得到深藍(lán)色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出SO4H2O晶體． ①下列說法正確的是
a．氨氣極易溶于水，是因為NH3分子和H2O分子之間形成3種不同的氫鍵
b．NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角
c．Cu（NH3）4SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵
d．Cu（NH3）4SO4組成元素中電負(fù)性最大的是氮元素
②請解釋加入乙醇后析出晶體的原因．
（4）Cu晶體的堆積方式如圖2所示，設(shè)Cu原子半徑為r，晶體中Cu原子的配位數(shù)為，晶體的空間利用率為（列式）．

Answer 1

【答案】
（1）；N＞O＞S；正四面體形；sp3雜化
（2）2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42﹣
（3）c；乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度
（4） = ×100%=74.76%
【解析】解：（1）①Cu2+的價層電子數(shù)是9個，所以Cu2+的價電子排布圖為 ；N、O、S三種元素中由于N原子的2p軌道是半充滿狀態(tài)，所以第一電離能最大；同主族元素，隨電子層數(shù)的增多，第一電離能逐漸減小，所以3種元素的第一電離能由大到小順序為：N＞O＞S；所以答案是： ；N＞O＞S；②SO42﹣的價層電子對數(shù)=4+ （6+2﹣4×2）=4，所以空間構(gòu)型為正四面體型；SO32﹣離子的價層電子對數(shù)=3+ （6+2﹣3×2）=4，所以中心原子的雜化方式為sp3雜化；所以答案是：正四面體形；sp3雜化；（2）由流程圖可知向Cu（NH3）4SO4水溶液中通入SO2時生成白色沉淀，根據(jù)所給沉淀的化學(xué)式書寫離子方程式，所以離子方程式為：2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42﹣；所以答案是：2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42﹣；（3）①a．氨氣極易溶于水，是因為NH3分子和H2O分子之間形成2種不同的氫鍵，N與H，O與H之間，故a錯誤；b．NH3分子和H2O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣是三角錐型，水是角形，氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角，故b 錯誤；c． Cu（NH3）4SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵，硫酸根離子與配離子之間是離子鍵，N與H之間是共價鍵，氨氣與銅離子之間是配位鍵，故c正確；d． Cu（NH3）4SO4組成元素中電負(fù)性最大的是氧元素，故d錯誤，所以答案是：c；②根據(jù)相似相容原理，極性分子易溶于極性溶劑，乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度；所以答案是：乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度；（4）Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，所以配位數(shù)是12；由圖可知，立方體的面的對角線長是4r，所以立方體的棱長a=2 r，1個Cu的體積是 πr3 ， 晶胞中Cu原子的個數(shù)是4個，所以晶體的空間利用率為 = ×100%=74.76%．所以答案是：12； = ×100%=74.76%．