Question

8．波尔多液是一种保护性杀菌剂，广泛应用于树木、果树和花卉上，鲜蓝色的胆矾晶体是配制波尔多液的主要原料．胆矾CuSO₄?5H₂O可写成[Cu（H₂O）₄]SO₄?H₂O，其结构示意图如图：
（1）写出铜原子价层电子的轨道排布式，与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有K、Cr（填元素符号）．
（2）由图可知：胆矾中存在的作用力有abcd
a．离子键   b．配位键     c．氢键      d．极性键      e．非极性键
（3）往浓CuSO₄溶液中加入过量较浓的NH₃•H₂O直到原先生成的沉淀恰好溶解为止，得到深蓝色溶液．小心加入约和溶液等体积的C₂H₅OH并使之分成两层，静置．经过一段时间后可观察到在两层“交界处”下部析出深蓝色Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶体．实验中所加C₂H₅OH的作用是加C₂H₅OH，减小“溶剂”（C₂H₅OH和H₂O）的极性，降低离子化合物Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O的溶解度．
（4）已知Cu（NH₃）₄²⁺呈平面正方形结构，则Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶体中呈正四面体的粒子是SO₄^2-，杂化轨道类型是sp³的原子有N、S、O．
（5）如将深蓝色溶液加热，可能得到什么结果？加热，NH₃挥发，生成Cu（OH）₂蓝色沉淀[和（NH₄）₂SO₄]．

Answer 1

分析 （1）铜是29号元素，根据核外电子排布规律书写铜原子价层电子的轨道排布式，并判断与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素；
（2）由结构可知，晶体中铜离子与硫酸根之间存在离子键，水分子与铜离子之间存在配位键，氧原子与氢原子、氧原子与硫原子之间存在极性键，水分子之间存在氢键；
（3）加C₂H₅OH，减小“溶剂”（C₂H₅OH和H₂O）的极性，降低离子化合物Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O的溶解度，便于析出；
（4）Cu（NH₃）₄²⁺呈平面正方形结构，水成角型，Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶体中呈正四面体为SO₄^2-；N、S、O杂化轨道类型是sp³；
（5）加热，NH₃挥发，生成Cu（OH）₂蓝色沉淀和（NH₄）₂SO₄．

解答 解：（1）铜是29号元素，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，铜原子价层电子的轨道排布式为；铜原子最外层排布为4s¹，同周期外层排布为4s¹，为没有d能级的元素为K，d能级含有5个电子为Cr，
故答案为：； K、Cr；
（2）由结构可知，晶体中铜离子与硫酸根之间存在离子键，水分子与铜离子之间存在配位键，氧原子与氢原子、氧原子与硫原子之间存在极性键，水分子之间存在氢键，
故选：abcd；
（3）加C₂H₅OH，减小“溶剂”（C₂H₅OH和H₂O）的极性，降低离子化合物Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O的溶解度，便于析出，
故答案为：加C₂H₅OH，减小“溶剂”（C₂H₅OH和H₂O）的极性，降低离子化合物Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O的溶解度，便于析出；
（4）Cu（NH₃）₄²⁺呈平面正方形结构，水成角型，Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶体中呈正四面体为SO₄^2-；SO₄^2-是正四面体结构，S杂化轨道类型是sp³，氨分子中含有3个N-H键、氮原子有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，氮原子采取sp³杂化，水分子中含有2个O-H键、O原子有2对孤对电子对，杂化轨道数为4，O原子采取sp³杂化，
故答案为：SO₄^2-； N、S、O；
（5）加热，NH₃挥发，生成Cu（OH）₂蓝色沉淀和（NH₄）₂SO₄，
故答案为：加热，NH₃挥发，生成Cu（OH）₂蓝色沉淀和（NH₄）₂SO₄．

点评 本题考查元素周期律、核外电子排布规律、晶体结构与化学键、平衡移动、杂化等，综合性较大，题目难度中等，是对所学知识的综合运用与学生能力的考查，会利用价层电子对互斥理论确定杂化类型是解答的重点，也是高频考点．