Question

【題目】Cu2O廣泛應用于太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備CuO。

(1)Cu2+基態核外電子排布式為________。

(2)SO42-的空間構型為_______(用文字描述)。

(3)抗壞血酸的分子結構如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為______；推測抗壞血酸在水中的溶解性：_______（填“難溶于水”或“易溶于水”）。

(4)一個Cu2O晶胞(見圖2)中，Cu原子的數目為_________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d9 正四面體 sp3、sp2 易溶于水 4

【解析】

(1)Cu元素原子核外電子數為29，其基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能級的1個電子形成Cu2+；

(2)計算硫酸根離子硫原子價層電子對數和孤電子對數，依據價層電子對互斥理論判斷空間構形；

(3)該分子中亞甲基、次亞甲基上C原子價層電子對個數都是4，連接碳碳雙鍵和碳氧雙鍵的C原子價層電子對個數是3，根據價層電子對互斥理論判斷該分子中碳原子的軌道雜化類型；抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性；

(4)依據均攤法計算黑球與白球個數，依據化學式Cu2O判斷。

(1)Cu元素原子核外電子數為29，其基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能級的1個電子形成Cu2+，Cu2+的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d9；

(2)SO42-的中心S原子的價電子層電子對數為=4，含有的孤電子對數為：=0，依據價電子互斥理論可知為正四面體構型；

(3)該分子中亞甲基、次亞甲基上C原子價層電子對個數都是4，連接碳碳雙鍵和碳氧雙鍵的C原子價層電子對個數是3，根據價層電子對互斥理論判斷該分子中碳原子的軌道雜化類型，前者為sp3雜化、后者為sp2雜化；

抗壞血酸分子中存在羥基，羥基屬于親水基，增大其水解性，所以抗壞血酸易溶于水；

(4)該晶胞中白色球個數=8×+1=2，黑色球個數為4，則白色球和黑色球個數之比=2：4=1：2，根據其化學式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，則該晶胞中Cu原子數目為4。