Question

18．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂．
（1）Cu位于元素周期表第四周期第ⅠB 族．Cu²⁺的核外电子排布式为[Ar]3d⁹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹．
（2）如图1是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为4．
（3）胆矾CuSO₄•5H₂O可写成[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，其结构示意图如图2：下列说法正确的是BD （填字母）．
A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp³杂化
B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键
C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键
D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去
（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配离子．已知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是：F的电负性比N大，N-F成键电子对偏向F，导致NF₃中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF₃不易与Cu²⁺形成配离子
（5）Cu₂O的熔点比Cu₂S的高（填“高”或“低”），请解释原因：Cu₂O与Cu₂S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同，但O^2-半径比S^2-半径小，所以Cu₂O的晶格能更大，熔点更高．
（6）S单质的常见形式为S₈，其环状结构如图3所示，S原子采用的轨道杂化方式是sp³ _
（7）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为O＞S＞Se；

Answer 1

分析 （1）根据Cu的电子排布式书写Cu²⁺离子的电子排布式；
（2）利用均摊法分析晶胞的结构；
（3）根据结构示意图中所有氧原子都是饱和氧原子，存在O→Cu配位键，H-O、S-O共价键和Cu、O离子键，胆矾属于离子晶体以及胆矾晶体中水两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子等角度分析；
（4）根据电负性的角度分析；
（5）从影响离子晶体熔沸点高低的角度分析；
（6）根据图片知，每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对，根据价层电子对互斥理论确定S原子杂化方式；
（7）根据同一主族元素的第一电离能递变规律判断．

解答 解：（1）Cu（电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s¹）Cu²⁺的过程中，参与反应的电子是最外层的4s及3d上各一个电子，故Cu²⁺离子的电子排布式是为：[Ar]3d⁹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案为：[Ar]3d⁹或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）从图中可以看出阴离子在晶胞有四类：顶点（8个）、棱上（4个）、面上（2个）、体心（1个），根据立方体的分摊法，可知该晶胞中阴离子数目为：8×$\frac{1}{8}$+4×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$+1=4，
故答案为：4；
（3）A．氧原子并不都是sp3杂化，该结构中的氧原子部分饱和，部分不饱和，杂化方式不同．从现代物质结构理论出发，硫酸根离子中S和非羟基O之间除了形成1个σ键之外，还形成了反馈π键．形成π键的电子不能处于杂化轨道上，O必须保留未经杂化的p轨道，就不可能是sp3杂化，故A错误；
B．在上述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H-O、S-O共价键和Cu、O离子键，故B正确；
C．胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；
D．由于胆矾晶体中水两类，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合上有着不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确；
故答案为：BD；
（4）N、F、H三种元素的电负性：F＞N＞H，所以NH₃中共用电子对偏向N，而在NF₃中，共用电子对偏向F，偏离N原子，所以NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，
故答案为：F的电负性比N大，N-F成键电子对偏向F，导致NF₃中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF₃不易与Cu²⁺形成配离子；
（5）由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu₂O的熔点比Cu₂S的高．
故答案为：高；Cu₂O与Cu₂S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同，但O^2-半径比S^2-半径小，所以Cu₂O的晶格能更大，熔点更高；
（6）根据图片知，每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对，所以每个S原子的价层电子对个数是4，则S原子为sp³杂化，
故答案为：sp³；
（7）同主族元素从上到下，原子半径越来越大，原子核对核外电子的吸引力越来越弱，第一电离能逐渐减小，
故答案为：O＞S＞Se．

点评 本题考查位置、结构与性质关系的综合应用，题目难度中等，涉及常见元素核外电子排布、电负性概念、常见轨道杂化类型、以及离子晶体的晶胞结构、化学键、物质性质、配合物成键状况等知识，学习中注意加强对晶胞以及晶体结构的分析．