Question

4．一水硫酸四氨合銅（Ⅱ）[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體．請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：
（1）Cu²⁺基態(tài)時(shí)的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹．
（2）NH${\;}_{4}^{+}$的立體構(gòu)型是正四面體，其中心原子的雜化方式為sp³．
（3）[Cu（NH₃）₄]SO₄•H₂O制備過(guò)程如下：
向CuSO₄溶液中逐滴加入氨水，剛開(kāi)始時(shí)看到現(xiàn)象是出現(xiàn)藍(lán)色沉淀；有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式為CuSO₄+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+（NH₄）₂SO₄；繼續(xù)滴加氨水，又看到藍(lán)色沉淀消失，變?yōu)樯钏{(lán)色溶液；有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因是生成了[Cu（NH₃）₄]²⁺，寫(xiě)出該離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（必須將配位鍵表示出來(lái)）；再加入無(wú)水酒精又看到的現(xiàn)象是
析出深藍(lán)色晶體，無(wú)水酒精的作用是降低一水硫酸四氨合銅在水中的溶解度，便于結(jié)晶析出． 如果把酒精蒸汽通過(guò)盛有灼熱氧化銅的直玻璃管，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O．

Answer 1

分析 （1）Cu元素原子核外電子數(shù)為29，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d¹⁰4s¹，Cu原子失去4s、3d能級(jí)的1個(gè)電子形成Cu²⁺；
（2）NH₄⁺中，N原子成4個(gè)N-H，采取sp³雜化，不含孤對(duì)電子，為正四面體結(jié)構(gòu)；
（3）向CuSO₄溶液中逐滴加入氨水，剛開(kāi)始時(shí)生成氫氧化銅沉淀，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)方程式并判斷反應(yīng)現(xiàn)象；繼續(xù)滴加氨水，氫氧化銅溶解生成[Cu（NH₃）₄]²⁺，則氫氧化銅藍(lán)色沉淀消失，變?yōu)樯钏{(lán)色溶液；[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子含有空軌道、水分子中O原子含有孤電子對(duì)，二者形成配位鍵，配位鍵由含有孤電子對(duì)的原子指向含有空軌道的原子，據(jù)此畫(huà)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；乙醇能夠降低一水硫酸四氨合銅在水中的溶解度，加入乙醇后會(huì)觀察到析出深藍(lán)色晶體；在加熱條件下乙醇與氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成乙醛、銅和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）Cu元素原子核外電子數(shù)為29，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，Cu原子失去4s、3d能級(jí)的1個(gè)電子形成Cu²⁺，Cu²⁺的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹；
（2）NH₄⁺中，N原子成4個(gè)N-H，采取sp³雜化，銨根離子中不含孤對(duì)電子，所以銨根離子為正四面體結(jié)構(gòu)，
故答案為：正四面體；sp³；     
（3）向CuSO₄溶液中逐滴加入氨水，剛開(kāi)始時(shí)生成氫氧化銅沉淀，反應(yīng)方程式為：CuSO₄+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+（NH₄）₂SO₄，所以會(huì)看到出現(xiàn)藍(lán)色沉淀；繼續(xù)滴加氨水，氫氧化銅發(fā)生反應(yīng)：Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-，則氫氧化銅藍(lán)色沉淀消失，變?yōu)樯钏{(lán)色溶液；[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子含有空軌道、水分子中O原子含有孤電子對(duì)，二者形成配位鍵，配位鍵由含有孤電子對(duì)的原子指向含有空軌道的原子，則該配離子為；
由于乙醇能夠降低一水硫酸四氨合銅在水中的溶解度，則加入乙醇后會(huì)觀察到析出深藍(lán)色晶體；
如果把酒精蒸汽通過(guò)盛有灼熱氧化銅的直玻璃管，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O，
故答案為：出現(xiàn)藍(lán)色沉淀；CuSO₄+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+（NH₄）₂SO₄；藍(lán)色沉淀消失，變?yōu)樯钏{(lán)色溶液；Cu（OH）₂+4NH₃=[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-；；析出深藍(lán)色晶體；降低一水硫酸四氨合銅在水中的溶解度，便于結(jié)晶析出；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子核外電子排布、配合物成鍵情況，題目難度中等，注意掌握原子核外電子派排布式書(shū)寫(xiě)方法，明確分析配合物成鍵情況的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．