锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:

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  • 解题思路:(1)铜是29号元素,二价铜离子核外有27个电子,根据构造原理写出其核外电子排布式,铜最外层有1个电子,根据元素周期律比较电第一电离能;

    (2)根据价层电子对互斥理论确定其空间构型;

    (3)根据原子数和价电子数分别相等的两种微粒互为等电子体,可以写出等电子体的分子和离子;

    (4)根据碳原子的成键情况要以判断碳原子的杂化方式;

    (5)一个 CN-中含有2个π键;

    (6)利用均摊法确定其化学式;

    (7)根据

    ρ=

    m

    V

    计算密度.

    (1)铜是29号元素,二价铜离子核外有27个电子,根据构造原理知,其核外电子排布式为:[Ar]3d9,铜最外层有1个电子,在同一周期中最外层一个电子的还有K、Cr,同一周期中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素,所以N、O元素第一电离能为O<N,

    故答案为:[Ar]3d9;K、Cr; O<N;

    (2)PO43-中P原子的价层电子对=4+[1/2(5+3−4×2)=4,且不含孤电子对,所以其空间构型正四面体,故答案为:正四面体;

    (3)根据原子数和价电子数分别相等的两种微粒互为等电子体,可以写出等电子体的分子和离子分别为:PH3或AsH3、H3O+或CH3-,故答案为:PH3或AsH3、H3O+或CH3-

    (4)氨基乙酸铜的分子中一种碳有碳氧双键,碳的杂化方式为sp2杂化,另一种碳周围都是单键,碳的杂化方式为sp3杂化,故答案为:sp3、sp2

    (5)一个 CN-中含有2个π键,所以1mol CN-中含有的π键的数目为:2NA,故答案为:2NA

    (6)该晶胞中,铜原子个数=4+2×

    1

    2+12×

    1

    6]=7,H原子个数=1+3+6×[1/3]=7,所以其化学式为CuH,故答案为:CuH;

    (7)在铜晶胞中含有铜原子数为8×

    1

    8+6×

    1

    2=4,铜的原子半径为127.8pm,所以晶胞的边长为4×

    2

    2×127.8pm,所以晶胞的密度为

    4×64

    NA

    (4×

    2

    2×127.8×10−10)3g/cm3=9.0g/cm3,故答案为:9.0g/cm3

    点评:

    本题考点: 晶胞的计算;原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;“等电子原理”的应用.

    考点点评: 本题考查了物质结构及性质,这些知识点都是考查热点,难点是化学式的确定,注意该题中每个顶点上的原子被6个晶胞占有而不是8个晶胞占有,为易错点.