题目内容

4.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途.
(一)如金属铜用来制造电线电缆,超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中;CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等.
(1)超细铜粉的某制备方法如下:

[Cu(NH34]SO4中所含的化学键有离子键、共价键和配位键.
(2)氯化亚铜(CuCl)的制备过程是:向CuCl2溶液中通入一定量SO2,微热,反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀.反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-
(二)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.已知CuSO4•5H2O的部分结构可表示如下:

(1)写出铜原子价电子层的电子排布式3d104s1,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)请在上图中把CuSO4•5H2O结构中的化学键用短线“--”表示出来.
(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(NH34SO4•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(NH34SO4•H2O的溶解度.
(4)Cu(NH34SO4•H2O晶体中呈正四面体的原子团是SO42-,杂化轨道类型是sp3杂化的原子是N、S、O.

分析 (一)(1)阴阳离子存在离子键,非金属元素间易形成共价键,配合物中存在配位键;
(2)根据反应物、生成物和反应条件写出相应的反应方程式;
先判断金属离子的化合价,再根据根据核外电子排布式的书写规则书写,注意3d能级的能量大于4s能级的能量,失电子时,先失去最外层上的电子.
(二)(1)Cu原子3d、4s能级上电子为其价电子,3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子;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K、Cr元素;
(2)该物质中含有配位键,Cu原子和水分子中O原子之间存在配位键,Cu原子提供空轨道、水分子中O原子提供孤电子对,硫酸根离子中S原子和O原子之间存在共价键,水分子中O原子和H原子之间存在共价键;
(3)Cu(NH34SO4•H2O在酒精中的溶解度小于在水溶液中的溶解度;
(4)Cu(NH34]SO4•H2O晶体中呈正四面体的原子团是硫酸根离子,杂化轨道类型是sp3的原子价层电子对个数是4.

解答 解:(一)(1)[Cu(NH34]SO4中硫酸根离子和[Cu(NH34]2+存在离子键,N原子和铜原子之间存在配位键,NH3中H和N之间存在共价键,所以[Cu(NH34]SO4中所含的化学键有共价键、离子键、配位键;
故答案为:共价键、离子键、配位键;
(2)该反应中二氧化硫作还原剂生成硫酸根离子,铜离子得电子生成亚铜离子,反应条件是加热,所以该反应的离子方程式为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-
故答案为:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H++SO42-
(二)(1)Cu原子3d、4s能级上电子为其价电子,3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子,其价电子排布式为3d104s1;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K、Cr元素,
故答案为:3d104s1;K、Cr;
(2)该物质中含有配位键,Cu原子和水分子中O原子之间存在配位键,Cu原子提供空轨道、水分子中O原子提供孤电子对,硫酸根离子中S原子和O原子之间存在共价键,水分子中O原子和H原子之间存在共价键,所以存在的化学键有
故答案为:
(3)加C2H5OH,减小“溶剂”(C2H5OH和H2O)的极性,降低离子化合物Cu(NH34SO4•H2O的溶解度,有利于Cu(NH34SO4•H2O结晶析出;
故答案为:加C2H5OH,减小“溶剂”(C2H5OH和H2O)的极性,降低离子化合物Cu(NH34SO4•H2O的溶解度;
(4)Cu(NH34]SO4•H2O晶体中呈正四面体的原子团是SO42-,杂化轨道类型是sp3的原子,其价层电子对个数是4,有N原子、S原子和O原子,
故答案为:SO42-;N、S、O.

点评 本题考查物质结构和性质,涉及配合物的成键情况、原子杂化方式、原子结构等知识点,综合性较强,明确配位键的形成条件、表示方式等,会利用价层电子对互斥理论确定微粒空间构型,注意配位键箭头方向,知道配位键属于共价键,为易错点.

练习册系列答案
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16.Ⅰ.Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定.
制备Na2S2O3•5H2O反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3(aq) 
实验步骤:
①称取20g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水.另取4g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中.
②安装实验装置(如图1所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60min.
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品.回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中
(2)仪器a的名称是冷凝管,其作用是冷凝回流
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是Na2SO4,检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O.
Ⅱ.测定产率
将所得产品配成500ml溶液,取该溶液20ml,以淀粉作指示剂,用0.100 0mol•L-1碘的标准溶液滴定.反应原理为2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:由无色变为蓝色.
(6)滴定起始和终点的液面位置如图2,则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL,则该实验的产率为72.4%.(保留三位有效数据)
Ⅲ.Na2S2O3的应用:
Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为S2O32?+4Cl2+5H2O=2SO42?+8Cl?+10H+

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