Question

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（NH₃）₄]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⁺+SO₄^2-．
（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（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）Cu（NH₃）₄SO₄•H₂O晶体中呈正四面体的原子团是SO₄^2-，杂化轨道类型是sp³杂化的原子是N、S、O．

Answer 1

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（NH₃）₄SO₄•H₂O在酒精中的溶解度小于在水溶液中的溶解度；
（4）Cu（NH₃）₄]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（NH₃）₄]SO₄中硫酸根离子和[Cu（NH₃）₄]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（NH₃）₄]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{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
故答案为：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-；
（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（NH₃）₄SO₄•H₂O的溶解度，有利于Cu（NH₃）₄SO₄•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（NH₃）₄SO₄•H₂O的溶解度；
（4）Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O晶体中呈正四面体的原子团是SO₄^2-，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：SO₄^2-；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．