Question

4．铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途．请回答以下问题：
（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如图1所示：

①NH₄CuSO₃中金属阳离子的核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰．N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为N＞O＞S （填元素符号）．
②Cu（NH₃）₄SO₄中所含的化学键有共价键、离子键、配位键．
（2）铜锰氧化物（CuMn₂O₄）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．根据等电子体原理，CO分子的结构式为C≡O．
（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构（如图2所示），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为sp³．已知其中一种化合物的化学式为KCuCl₃，则另一种化合物的化学式为K₂CuCl₃．

Answer 1

分析 （1）①先判断金属离子的化合价，再根据根据核外电子排布式的书写规则书写，注意3d能级的能量大于4s能级的能量，失电子时，先失去最外层上的电子；根据第一电离能的变化规律比较其大小；
②阴阳离子存在离子键，非金属元素间易形成共价键，配合物中存在配位键；
（2）氮气和CO互为等电子体，因此CO中也含有三键；
（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，据此判断；一种化合物的化学式为KCuCl₃，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl₃原子团的化合价为-2，据此书写．

解答 解：（1）①铜是29号元素，根据能量最低原理其态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，该原子失去一个电子时，生成亚铜离子，失去的电子是最外层电子，所以亚铜离子的基态的电子排布式为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰． 元素周期律中，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅡA和第ⅢA、第ⅤA和第ⅥA互换，同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以其第一电离能大小为N＞O＞S，
故答案为：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；N＞O＞S；
②[Cu（NH₃）₄]SO₄中硫酸根离子和[Cu（NH₃）₄]²⁺存在离子键，N原子和铜原子之间存在配位键，NH₃中H和N之间存在共价键，所以[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含的化学键有共价键、离子键、配位键；
故答案为：共价键、离子键、配位键；
（2）氮气和CO互为等电子体，因此CO中也像氮气分子一样含有三键，CO的结构式为C≡O，
故答案为：C≡O；
（3）a位置上Cl原子成2个单键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化轨道类型为：sp³，
一种化合物的化学式为KCuCl₃，其中铜元素为+2价，故另一种化合物中铜为+1价，CuCl₃原子团的化合价为-2，其化学式为：K₂CuCl₃，
故答案为：sp³；K₂CuCl₃．

点评 本题考查物质结构中电子排布式、化学键、等电子体、晶胞的计算等知识，其中计算是难点，综合性较强，难度中等．