Question

8．利用铜萃取剂M，通过如下反应实现铜离子的富集：

（1）M与W（分子结构如图）相比，M的水溶性小，更利于Cu²⁺的萃取．M水溶性小的主要原因是M能形成分子内氢键，使溶解度减小．
（2）基态Cu²⁺的外围电子排布式为3d⁹，Cu²⁺等过渡元素水合离子是否有颜色与原子结构有关，且存在一定的规律．判断Sc³⁺、Zn²⁺的水合离子为无色的依据是3d轨道上没有未成对电子（3d轨道上电子为全空或全满）．

离子	Sc3+	Ti3+	Fe2+	Cu2+	Zn2+
颜色	无色	紫红色	浅绿色	蓝色	无色

Answer 1

分析 （1）分子内氢键的存在，导致水溶性减小，据此解答即可；
（2）根据核外电子排布规律书写Cu原子的核外电子排布式，电子按能层高低进行失去，进而书写Cu²⁺的外围电子排布式；判断Sc³⁺、Zn²⁺离子的原子核外3d轨道上是否含有电子来判断是否有颜色．

解答 解：（1）由于M能形成分子内氢键，使溶解度减小，故答案为：M能形成分子内氢键，使溶解度减小；
（2）Cu原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故Cu²⁺的外围电子排布式为3d⁹，Zn²⁺离子的原子核外排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，d轨道上有10个电子，故Zn²⁺ 无色，Sc³⁺离子的原子核外排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，其d轨道上有0电子，处于全空，故没有颜色，故答案为：3d⁹；3d轨道上没有未成对电子（3d轨道上电子为全空或全满）．

点评 本题考查较为综合，涉及多个方面的知识，题目难度较大，本题注意晶体类型以及对数据的分析和判断，学习中注重相关基础知识和解题方法的积累．