题目内容
【题目】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，其制备方法如下：
①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为______。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为______________(填元素符号)。
②SO42－的空间构型为________，与SO42－互为等电子体的有机分子的化学式为_________。
（2）某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验，CuSO4溶液中加氨水生成蓝色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体，请解释加入乙醇后析出晶体的原因_______________；在该晶体中存在的化学键的种类有_____________。
（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(如图所示)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。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____________。
（4）用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm－3，则铜原子的直径约为__________pm，求算阿伏加德罗常数的表达式为________。
【答案】（1）①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)； N>O>S ②正四面体形 CCl4
（2）乙醇分子比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；
离子键、配位键、共价键 （3）sp3杂化； K2CuCl3 （4）361/
pm； 4×64/[9×(3.61×10－8)3]
【解析】
试题分析：（1）①NH4CuSO3中金属阳离子Cu＋，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。
②SO42－离子中价层电子对数为4+
(6+2－4×2)=4，孤电子对数为0，所以是正四面体体型；原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则与硫酸根互为等电子体的分子是CCl4；
（2）乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度；[Cu(NH3)4]SO4·H2O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·H2O中所含的化学键有共价键、离子键、配位键；
（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，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；
（4）铜面心立方最密堆积，边长为361 pm，则铜原子的直径约为
pm；根据晶胞的边长a=361pm=3.61×10-8cm，其体积为（3.61×10-8cm）3；晶胞的质量=9.00g·cm3×（3.61×10-8cm）3；晶胞中含有4个Cu原子，故64g·mol－1=
×9.00g·cm3×（3.61×10-8cm）3×NA，解得NA=4×64/[9×(3.61×10－8)3]mol－1。
【题目】I、已知在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热。现利用下图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：
（1）该图中有两处未画出，它们分别是______、______。
（2）做一次完整的中和热测定实验，温度计需使用______次。
（3）把温度为13℃，浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合（溶液密度均为1g/mL），生成溶液的比热容c=4.184J/(g℃)，轻轻搅动，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：
反应物 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 中和热 |
HCl+NaOH | 13 | 19.8 | △H1 |
HCl+NH3H2O | 13 | 19.3 | △H2 |
①比较△H1和△H2的相对大小：△H1 △H2（填“＞”“＜”或“＝”）。
②两组实验结果差异的原因是 。
③写出HCl和NH3H2O反应的热化学方程式： 。
II、如下图所示：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题：
（1）写出该反应的化学方程式：__________，该反应称为________反应。
（2）选出该实验的实验现象(填写在横线上)：________。
①镁条剧烈燃烧 ②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射
③纸漏斗的下部被烧穿 ④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体
（3）写出各物质的作用：蒸发皿盛沙：________；镁条：________；氯酸钾：________。
