Question

15．銅是過渡金屬元素，可以形成多種化合物．
（1）銅基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹．
（2）Cu⁺與NH₃形成的配合物可表示成[Cu（NH₃）_n]⁺，該配合物中，Cu⁺的4s軌道及4p通過sp雜化接受NH₃提供的電子對(duì)．
[Cu（NH₃）_n]⁺ 中Cu⁺ 與n個(gè)氮原子的空間結(jié)構(gòu)呈直線形，n=2．
（3）CuCl₂溶液與乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）可形成配離子[Cu（en）₂]²⁺（en是乙二胺的簡寫）：

請(qǐng)回答下列問題：
①乙二胺分子中氮原子軌道的雜化類型為sp³雜化．
②配合物[Cu（en）₂]Cl₂中屬于第二周期且第一電離能從大到小排列的是N＞C．
③乙二胺和三甲胺[N（CH₃）₃]均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高得多，原因是乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵
④配合物[Cu（en）₂]Cl₂中不存在的作用力類型有E、F（填字母）．
A．配位鍵  B．極性鍵  C．離子鍵  D．非極性鍵  E．氫鍵  F．金屬鍵
（4）向氯化銅溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M，M的結(jié)構(gòu)單元如圖所示．寫出該反應(yīng)的離子方程式2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）Cu是29號(hào)元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫核外電子排布式；
（2）Cu⁺有2個(gè)空的sp雜化軌道，NH₃分子中的N原子有一孤電子對(duì)，進(jìn)入Cu⁺空的sp雜化軌道，以配位鍵形成直線形結(jié)構(gòu)；
（3）①根據(jù)N原子形成的共價(jià)鍵判斷；
②同周期自左而右，電負(fù)性增大，據(jù)此判斷C、N元素的電負(fù)性；
③乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，但三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵；
④由圖可知：離子中存在配位鍵、C-N鍵、C-H鍵、N-H鍵、C-C鍵，據(jù)此判斷離子化學(xué)鍵類型；
（4）利用均攤法確定M的化學(xué)式，銅離子和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞銅離子和硫酸根離子．

解答 解：（1）Cu是29號(hào)元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）Cu⁺有2個(gè)空的sp雜化軌道，NH₃分子中的N原子有一孤電子對(duì)，進(jìn)入Cu⁺空的sp雜化軌道，以配位鍵形成直線形結(jié)構(gòu)，則[Cu（NH₃）_n]⁺中Cu⁺與2個(gè)氮原子形成配位鍵，
故答案為：直線形；2；
（3）①乙二胺分子中氮原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，其軌道的雜化類型為sp³雜化，故答案為：sp³雜化；
②同周期自左而右，電負(fù)性增大，電負(fù)性N＞C，故答案為：N＞C；
③乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之間可以形成氫鍵，三甲胺[N（CH₃）₃]分子之間不能形成氫鍵，故乙二胺的沸點(diǎn)較高，
故答案為：乙二胺分子間可以形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵；
③[Cu（en）₂]Cl₂中存在配位鍵、離子鍵、C-N鍵、C-H鍵、N-H鍵、C-C鍵，其中C-N鍵、C-H鍵、N-H鍵為極性鍵，C-C鍵為非極性鍵，故不存在氫鍵和金屬鍵；
故答案為：E、F；
（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，白色小球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色小球個(gè)數(shù)=4，所以該化合物的化學(xué)式為：CuCl，二氧化硫有還原性，銅離子有氧化性，所以二氧化硫和氯化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞銅和硫酸，離子反應(yīng)方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查核外電子排布規(guī)律、電負(fù)性、雜化軌道、分子空間結(jié)構(gòu)、氫鍵與化學(xué)鍵、配位鍵等，綜合性較大，難度中等，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與分析問題解決問題的能力．