Question

12．铜是过渡元素．化合物中，铜常呈现+1价或+2价．
（1）铜原子的原子结构示意图：；
（2）右图为某铜矿晶体结构单元，该铜矿的化学式为Cu₂O．
（3）已知，铜的第一电离能为746kJ•mol^-1，第二电离能为1958kJ•mol^-1．请结合核外电子排布相关知识解释，铜第二电离能远远大于第一电离能的原因：Cu⁺中的3d轨道处于全充满状态，较稳定．
（4）对于CuX（X为卤素）而言，铜与X形成的化学键极性越强，对应的CuX的溶解度越大．据此可知，CuCl的溶解度比CuI的溶解度更大（填“更大”或“更小”）；
（5）CO、NH₃都能提供孤电子对与Cu⁺形成配合物．Cu⁺与NH₃形成的配合物可表示为[Cu（NH₃）n]⁺．该配合物中，Cu⁺的4s轨道及4p轨道通过sp杂化接受NH₃提供的孤电子对．
①[Cu（NH₃）n]⁺中n=₂；
②[Cu（NH₃）n]⁺中Cu⁺与n个氮原子构成的空间结构呈直线型；
③[Cu（NH₃）n]⁺溶液可用于吸收合成氨原料气中的CO，加热吸收CO后的溶液又将放出CO．加热分解放出CO的过程中，必须克服微粒间的作用力是配位键．
（6）+2价铜的氢氧化物难溶于水，但可溶于浓氨水形成配位数为4的配合物．写出氢氧化铜溶解于浓氨水的离子方程式Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）Cu原子核外29个电子，分四层排布；
（2）利用均摊法计算晶胞；
（3）失去1个电子后，Cu⁺处于稳定状态，第二电离能较大；
（4）根据Cl与I元素的非金属性强弱比较；
（5）Cu⁺有2个空的sp杂化轨道，NH₃分子中的N原子有一孤电子对，进入Cu⁺空的sp杂化轨道，以配位键形成直线形结构；
（6）+2价铜存在空轨道，氨气可提供孤对电子，二者结合可形成配离子而溶解．

解答 解：（1）Cu原子核外29个电子，分四层排布，其电子排布式为：，故答案为：；
（2）根据晶胞结构可知，O位于顶点和体心，共有：8×$\frac{1}{8}$+1=2个，Cu位于体心，共4个，n（Cu）：n（O）=2：1，所以化学式为Cu₂O，
故答案为：Cu₂O；
（3）失去1个电子后，Cu⁺中的3d轨道处于全充满状态，处于稳定状态，第二电离能较大，
故答案为：Cu⁺中的3d轨道处于全充满状态，较稳定；
（4）Cl的非金属性比I大，铜与Cl形成的化学键极性更强，对应的CuCl的溶解度较大，
故答案为：更大；
（5）Cu⁺有2个空的sp杂化轨道，NH₃分子中的N原子有一孤电子对，进入Cu⁺空的sp杂化轨道，以配位键形成直线形结构，则[Cu（NH₃）_n]⁺中Cu⁺与2个氮原子形成配位键，
故答案为：①2；②直线；③配位键；
（6）+2价铜存在空轨道，氨气可提供孤对电子，二者结合可形成配离子而溶解，离子方程式为：Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O，
故答案为：Cu（OH）₂+4NH₃．H₂O═[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+4H₂O．

点评 本题考查较为综合，涉及电子排布式、晶胞计算、电离能、杂化理论的应用以及配合物知识，题目难度中等，本题中易错点为（5），注意配合物知识的分析和积累．