Question

15．硫酸銅可以用作媒染劑、殺蟲劑、殺菌劑和防腐劑．
（1）Cu²⁺的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d⁹．
（2）與H₂O互為等電子體的一種陽(yáng)離子為H₂F⁺（填化學(xué)式）．經(jīng)測(cè)定，硫酸銅溶液中存在H₅O₂⁺離子（結(jié)構(gòu)如圖1），則在該離子中存在的作用力類型有abfh．
a．配位鍵    b．極性鍵    c．非極性鍵    d．離子鍵
e．金屬鍵    f．氫鍵    g．范德華力    h．σ鍵    i．π鍵
（3）1mol水合銅離子（[Cu（H₂O）₄]²⁺ ）中含有σ鍵數(shù)目為12mol．韓國(guó)首爾大學(xué)科學(xué)家將水置于一個(gè)足夠強(qiáng)的電場(chǎng)中，在20℃時(shí)，水分子瞬間凝固形成了“暖冰”．請(qǐng)從結(jié)構(gòu)角度解釋生成暖冰的原因水分子是極性分子，在電場(chǎng)作用下定向有規(guī)則的排列，分子間通過(guò)氫鍵結(jié)合而成固體．
（4）圖2是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，則該氧化物的化學(xué)式為CuO．

Answer 1

分析 （1）Cu²⁺的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d⁹；
（2）與H₂O互為等電子體的陽(yáng)離子應(yīng)含有3個(gè)原子、且電子數(shù)為10，則在該離子中存在氧氫配位鍵、氫氧極性鍵和σ鍵、分子間存在氫鍵；
（3）銅離子含有空軌道，水分子含有孤對(duì)電子對(duì)，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數(shù)為4，1個(gè)H₂O含2個(gè)O-H鍵；暖冰為分子晶體，暖冰中水分子之間主要的作用力為氫鍵，電場(chǎng)作用下，水分子間更易制得“暖冰”；
（4）利用均攤法計(jì)算晶胞的化學(xué)式；

解答 解：（1）Cu²⁺的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d⁹，故答案為：[Ar]3d⁹；
（2）與H₂O互為等電子體的陽(yáng)離子應(yīng)含有3個(gè)原子、且電子數(shù)為10，應(yīng)為H₂F⁺，則在該離子中存在氧氫配位鍵、氫氧極性鍵和σ鍵、分子間存在氫鍵，所以abfh正確，故答案為：H₂F⁺；abfh；
（3）Cu²⁺含有空軌道，H₂O含有孤對(duì)電子，可形成配位鍵，銅離子配體數(shù)為4，配離子[Cu（H₂O）₄]²⁺中1個(gè)Cu²⁺與4個(gè)H₂O形成配位鍵，1個(gè)H₂O含2個(gè)O-H鍵，所以1mol水合銅離子中含有σ鍵數(shù)目為12mol，水分子之間主要通過(guò)氫鍵形成固體，水分子是極性分子，在電場(chǎng)作用下定向有規(guī)則的排列，水分子間更易形成氫鍵，
故答案為：12mol；水分子是極性分子，在電場(chǎng)作用下定向有規(guī)則的排列，分子間通過(guò)氫鍵結(jié)合而成固體；
（4）已知頂點(diǎn)和體心為O，則晶胞中含有O的個(gè)數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，Cu位于晶胞內(nèi)部，則平均一個(gè)晶胞含有4個(gè)Cu，4個(gè)O，所以化學(xué)式為CuO，故答案為：CuO．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及等電子體、電子排布式、晶胞的計(jì)算以及配位鍵等知識(shí)，題目難度中等，本題注意（4）為易錯(cuò)點(diǎn)．