2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 第二單元 第2課時(shí) 配合物的應(yīng)用學(xué)案 蘇教版選修3.docx

第2課時(shí)配合物的應(yīng)用目標(biāo)導(dǎo)航知道配合物的形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，會(huì)分析配合物在生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。一、配合物的形成對(duì)性質(zhì)的影響1顏色的改變當(dāng)簡(jiǎn)單離子形成配離子時(shí)其性質(zhì)往往有很大的差異。顏色發(fā)生變化就是一種常見的現(xiàn)象，據(jù)此可以判斷配離子是否生成。如Fe3與SCN在溶液中可生成配位數(shù)為16的鐵的硫氰酸根配離子(血紅色)，反應(yīng)的離子方程式為Fe3nSCN=Fe(SCN)n(3n)。2溶解度的改變一些難溶于水的金屬氯化物、溴化物、碘化物、氰化物可以依次溶解于過(guò)量的Cl、Br、I、CN和氨中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2沉淀易溶于氨水中，反應(yīng)的離子方程式為Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH。3生成配合物后溶液的酸堿性強(qiáng)弱的改變氫氟酸是一種弱酸，若通入BF3或SiF4氣體，由于生成了HBF4、H2SiF6而使溶液成為強(qiáng)酸溶液。配位體與中心原子配合后，可以使其酸性或堿性增強(qiáng)，如Cu(OH)24NH3=Cu(NH3)422OH，堿性增強(qiáng)。4穩(wěn)定性增強(qiáng)配合物具有一定的穩(wěn)定性，配合物中的配位鍵越強(qiáng)，配合物越穩(wěn)定。例如，血紅素中的Fe2與CO分子形成的配位鍵比Fe2與O2分子形成的配位鍵強(qiáng)，因此血紅素中的Fe2與CO分子結(jié)合后，就很難再與O2分子結(jié)合，血紅素失去輸送氧氣的功能，從而導(dǎo)致人體CO中毒。議一議冶煉金的廢水不能任意排放，排放前必須處理。為什么？答案煉金廢水中含有配合物Au(CN)2和Zn(CN)42，它們可產(chǎn)生有毒的CN，當(dāng)H與CN結(jié)合生成HCN，毒性更強(qiáng)，可導(dǎo)致魚類等水生物死亡，因此不能任意排放。解析提取Au的原理為4Au8CN2H2OO2=4Au(CN)24OH再用Zn還原成單質(zhì)金：Zn2Au(CN)2=2AuZn(CN)42。二、配合物的應(yīng)用1在實(shí)驗(yàn)研究中，常用形成配合物的方法來(lái)檢驗(yàn)金屬離子、分離物質(zhì)、定量測(cè)定物質(zhì)的組成。2在生產(chǎn)中，配合物被廣泛應(yīng)用于染色、電鍍、硬水軟化、金屬冶煉領(lǐng)域。3在許多尖端領(lǐng)域如激光材料、超導(dǎo)材料、抗癌藥物的研究、催化劑的研制等方面，配合物發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。4生物體中的許多金屬元素都是以配合物的形式存在的。議一議1檢驗(yàn)Fe3常用的方法是什么？答案檢驗(yàn)Fe3常用的方法：取待測(cè)溶液少許，加KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則含有Fe3。2為什么Au不能溶于濃HNO3、濃HCl和濃H2SO4，但可溶于王水？答案金能溶于王水是因?yàn)锳u與王水發(fā)生如下反應(yīng)：Au4HClHNO3=HAuCl4NO2H2O3為什么工業(yè)水進(jìn)入鍋爐前都要用三聚磷酸鈉處理？答案工業(yè)水中含有較多的Cu2、Mg2等離子，長(zhǎng)時(shí)間煮沸會(huì)生成鍋垢，加入三聚磷酸鈉(Na5P3O10)后，三聚磷酸根離子可與Ca2、Mg2等離子結(jié)合生成可溶性穩(wěn)定配合物，可防止水垢的沉積，以確保鍋爐安全。配合物的應(yīng)用1工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)濕法冶金：可以用配合物的溶液直接從礦石中把金屬浸取出來(lái)，再用適當(dāng)?shù)倪€原劑還原成金屬單質(zhì)。(2)分離和提純：由于制備高純物質(zhì)的需要，對(duì)于那些性質(zhì)相近的稀有金屬，常利用生成配合物來(lái)擴(kuò)大一些性質(zhì)上的差別，從而達(dá)到分離、提純的目的。(3)設(shè)計(jì)合成具有特殊功能的分子，如光儲(chǔ)材料，超導(dǎo)材料，抗癌藥物等。2定量分析中的應(yīng)用(1)檢驗(yàn)離子的特效試劑：通常利用整合劑與某些金屬離子生成有色難溶的內(nèi)絡(luò)鹽，作為檢驗(yàn)這些離子的特征反應(yīng)。(2)隱藏劑：多種金屬離子共同存在時(shí)，要測(cè)定其中一金屬離子，由于其他金屬離子往往會(huì)與試劑發(fā)生同類型反應(yīng)而干擾測(cè)定，因此常用配合物來(lái)防止雜質(zhì)離子的干擾。(3)有機(jī)沉淀劑：某些配合物和金屬離子在水中形成溶解度極小的內(nèi)絡(luò)鹽沉淀，可以提高分析的精確度。(4)萃取分離：當(dāng)金屬離子與有機(jī)整合劑形成內(nèi)絡(luò)鹽時(shí)，一方面由于它不帶電，另一方面又由于有機(jī)配體在金屬離子的外圍且極性極小，具有疏水性，因而難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。利用這一性質(zhì)就可將某些金屬離子從水溶液中萃取到有機(jī)溶劑中。3在合成中的應(yīng)用配合催化劑活性高，選擇性好，在合成工業(yè)中用途廣泛。配合物與生物固氮。4在生物體中的應(yīng)用許多酶的作用與其結(jié)構(gòu)中含有形成配合物的金屬離子有關(guān)。例向黃色的FeCl3溶液中加入無(wú)色的KSCN溶液，溶液變成血紅色。該反應(yīng)可以用方程式FeCl33KSCN=Fe(SCN)33KCl表示。(1)該反應(yīng)的類型是_，生成物中KCl既不是難溶物、難電離物質(zhì)，也不是易揮發(fā)物質(zhì)，則該反應(yīng)之所以能夠進(jìn)行是由于生成了_的Fe(SCN)3。(2)經(jīng)研究表明，F(xiàn)e(SCN)3是配合物，F(xiàn)e3與SCN不僅能以13的個(gè)數(shù)比配合，還能以其他個(gè)數(shù)比配合。請(qǐng)按要求填空：所得Fe3和SCN的配合物中，主要是Fe3與SCN以個(gè)數(shù)比11配合所得離子顯血紅色。該離子的離子符號(hào)是_，含該離子的配合物的化學(xué)式是_。若Fe3與SCN以個(gè)數(shù)比15配合，則FeCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式可以表示為_。(3)向上述血紅色溶液中繼續(xù)加入濃KSCN溶液，溶液血紅色加深，這是由于_(填字母)。a與Fe3配合的SCN數(shù)目增多b血紅色離子的數(shù)目增多c血紅色離子的濃度增大解析兩種化合物之間相互交換成分，生成另外兩種化合物的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)。該反應(yīng)進(jìn)行的條件為有氣體、沉淀或難電離物質(zhì)生成。顏色的深淺與有色物質(zhì)的濃度有關(guān)。答案(1)復(fù)分解反應(yīng)難電離(2)Fe(SCN)2Fe(SCN)Cl2FeCl35KSCN=3KClK2Fe(SCN)5(3)c解題反思生成配合物的反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)中的一種。變式訓(xùn)練已知向含有Zn2的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，繼續(xù)滴加氨水使其過(guò)量，沉淀又溶解，生成了Zn(NH3)42。此外，Zn(OH)2既可溶于鹽酸，生成Zn2；又可溶于過(guò)量的NaOH溶液，生成ZnO；所以Zn(OH)2是一種兩性氫氧化物。現(xiàn)有四組離子，每組有兩種金屬離子。請(qǐng)各選一種試劑，將它們兩者分開?？晒┻x擇的試劑有：A硫酸B鹽酸C硝酸D氫氧化鈉溶液E氨水根據(jù)上述內(nèi)容填寫下表：離子組選用試劑(字母代號(hào))沉淀物化學(xué)式保留在溶液中的離子(1)Zn2和Al3(2)Zn2和Mg2(3)Zn2和Ba2(4)Mg2和Al3答案(1)EAl(OH)3Zn(NH3)42(2)D(或E)Mg(OH)2ZnO或Zn(NH3)42(3)ABaSO4Zn2(4)DMg(OH)2AlO解析本題給出的知識(shí)信息是Zn(OH)2的兩性和可生成溶于水的Zn(NH3)4(OH)2。運(yùn)用它們的化學(xué)性質(zhì)，選擇適當(dāng)試劑加以分離。(1)Zn2和Al3的分離：由于Zn(OH)2和Al(OH)3均為兩性氫氧化物，不能用酸、堿加以區(qū)分，但Zn2可與過(guò)量氨水反應(yīng)，生成Zn(NH3)42，Al3無(wú)此性質(zhì)，可選用氨水(E)為試劑，生成沉淀Al(OH)3，保留在溶液中的離子為Zn(NH3)42。(2)Zn2和Mg2的分離：因Zn(OH)2為兩性，Mg(OH)2無(wú)兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH(D)為試劑，將Zn2和Mg2區(qū)分開沉淀為Mg(OH)2，保留在溶液中的離子為ZnO。此外，還可用氨水(E)予以分離。(3)Zn2和Ba2的分離：由于BaSO4難溶于水且不溶于酸，而ZnSO4則能溶于水，可選用H2SO4(A)為試劑，將Zn2和Ba2區(qū)分開。沉淀為BaSO4，保留在溶液中的離子為Zn2。(4)Mg2和Al3的分離：Al(OH)3有兩性，能溶于過(guò)量的NaOH溶液中。Mg(OH)2為沉淀，且不溶于過(guò)量的NaOH溶液，可選用NaOH(D)為試劑，將Mg2和Al3區(qū)別開。沉淀是Mg(OH)2，保留在溶液中的離子是AlO。1鐵強(qiáng)化醬油中加有NaFeEDTA，其配離子結(jié)構(gòu)如下圖，則Fe3的配位數(shù)為( )A3 B4 C5 D6答案D解析與鐵相連的原子有N和O，其中N已形成三個(gè)鍵，故N與Fe之間為配位鍵；O也為飽和的化學(xué)鍵，若與鐵相連，則只能形成配位鍵。2在Co(NH3)63中，與中心原子形成配位鍵的原子是()AN原子BH原子CCo原子DN、H兩種原子答案A解析在Co(NH3)63中，配位體是NH3，用N原子上的孤電子對(duì)與Co3配位。3某物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)式為PtCl42NH3，其水溶液不導(dǎo)電，加入AgNO3溶液反應(yīng)也不產(chǎn)生沉淀，以強(qiáng)堿處理并沒有NH3放出，則關(guān)于此化合物的說(shuō)法中正確的是( )A配合物中中心原子的電荷數(shù)和配位數(shù)均為6B該配合物可能是平面正方形結(jié)構(gòu)CCl和NH3分子均與Pt4配位D配合物中Cl與Pt4配位，而NH3分子與Pt4不配位答案C解析在PtCl42NH3水溶液中加入AgNO3溶液無(wú)沉淀生成，以強(qiáng)堿處理無(wú)NH3放出，說(shuō)明Cl、NH3均處于配合物的內(nèi)界，故該配合物中中心原子的配位數(shù)為6，電荷數(shù)為4，Cl和NH3分子均與Pt4配位，A、D錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)榕湮惑w在中心原子周圍配位時(shí)采取對(duì)稱分布狀態(tài)以達(dá)到能量上的穩(wěn)定狀態(tài)，Pt4配位數(shù)為6，則其空間構(gòu)型為八面體型，B錯(cuò)誤。4無(wú)水CoCl2為深藍(lán)色，吸水后變?yōu)榉奂t色的水合物，水合物受熱后又變成無(wú)水CoCl2，故常在實(shí)驗(yàn)室中用作吸濕劑和空氣濕度指示劑。CoCl2xH2OCoCl2xH2O深藍(lán)色粉紅色現(xiàn)有65 g無(wú)水CoCl2，吸水后變成CoCl2xH2O 119 g。(1)水合物中x_。(2)若該化合物中Co2配位數(shù)為6，而且經(jīng)定量測(cè)定得知內(nèi)界和外界各占有Cl個(gè)數(shù)為11，則其化學(xué)式可表示為_。答案(1)6(2)CoCl(H2O)5ClH2O解析(1)xH2OCoCl2=CoCl2xH2Om13118x 18x119 g(11965)g，解得：x6。(2)該化合物CoCl26H2O中Co2配位數(shù)為6，而且經(jīng)定量測(cè)定得知配體和外界各占有Cl個(gè)數(shù)為11，即各有1個(gè)氯離子，則內(nèi)界中含有1個(gè)氯離子和5個(gè)水分子；外界有1個(gè)氯離子，另外還有1個(gè)結(jié)晶水，所以化學(xué)式可表示為CoCl(H2O)5ClH2O。5(1)將白色CuSO4粉末溶解于水中，溶液呈藍(lán)色，是因?yàn)樯闪艘环N呈藍(lán)色的配位數(shù)是4的配合離子，請(qǐng)寫出生成此配合離子的離子方程式_，藍(lán)色溶液中的陽(yáng)離子內(nèi)存在的全部化學(xué)鍵類型有_。(2)CuSO45H2O(膽礬)中含有水合銅離子因而呈藍(lán)色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(必須將配位鍵表示出來(lái))_。(3)向CuSO4溶液中滴加氨水會(huì)生成藍(lán)色沉淀，再滴加氨水到沉淀剛好全部溶解可得到深藍(lán)色溶液，繼續(xù)向其中加入極性較小的乙醇可以生成深藍(lán)色的Cu(NH3)4SO4H2O沉淀。下列說(shuō)法不正確的是_(填字母)。aCu(NH3)4SO4組成元素中電負(fù)性最大的是N元素bCuSO4晶體及Cu(NH3)4SO4H2O中S原子的雜化方式均為sp3cCu(NH3)4SO4所含有的化學(xué)鍵有離子鍵、極性共價(jià)鍵和配位鍵dNH3分子內(nèi)的HNH鍵角大于H2O分子內(nèi)的HOH鍵角eSO的空間構(gòu)型為正四面體型fCu(NH3)42中，N原子是配位原子gNH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化(4)配離子Cu(NH3)2(H2O)22的中心離子是_，配位體是_，配位數(shù)為_，其含有微粒間的作用力類型有_。答案(1)Cu24H2O=Cu(H2O)42極性共價(jià)鍵、配位鍵(2)(3)ag(4)Cu2NH3、H2O4配位鍵、極性共價(jià)鍵解析(1)Cu2提供空軌道，H2O分子中的O原子提供孤電子對(duì)形成配合物Cu(H2O)42。(2)H2O中的O原子提供孤電子對(duì)，Cu2提供空軌道，所以配位鍵表示為。(3)電負(fù)性：O>N，a不正確，S原子與4個(gè)O原子形成共價(jià)鍵，所以S原子采取sp3雜化，b正確；Cu(NH3)4SO4晶體中SO與Cu(NH3)42以離子鍵結(jié)合，NH3、SO中含有共價(jià)鍵，Cu(NH3)42含有配位鍵，c正確；NH3分子內(nèi)N原子有1對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中O原子有2對(duì)孤電子對(duì)，H2O分子中孤電子對(duì)對(duì)共用電子對(duì)排斥作用大，所以H2O分子中HOH鍵角小于NH3分子中HNH鍵角，d正確；SO中S原子以4個(gè)鍵與4個(gè)O原子結(jié)合，S采取sp3雜化，故SO為正四正面體型。(4)由書寫形式可以看出其中心原子是Cu2，配體是H2O、NH3兩種，配位數(shù)為4，Cu(NH3)2(H2O)22含有微粒間作用力有配位鍵以及極性共價(jià)鍵?；A(chǔ)過(guò)關(guān)一、配合物的結(jié)構(gòu)1請(qǐng)指出配合物Cu(NH3)4(OH)2的中心原子、配位體、中心原子的化合價(jià)、配位數(shù)分別為( )ACu2、NH3、2、4 BCu、NH3、1、4CCu2、OH、2、2 DCu2、NH3、2、2答案A2下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )A當(dāng)中心原子的配位數(shù)為6時(shí)，配合單元常呈八面體空間結(jié)構(gòu)BAg(NH3)2中Ag空的5s軌道和5p軌道以sp雜化成鍵C配位數(shù)為4的配合物均為正四面體結(jié)構(gòu)D已知Cu(NH3)22的中心原子采用sp雜化，則它的空間構(gòu)型為直線形答案C解析配位數(shù)為4的配合物可能呈正四面體型、四面體型或正方形。3關(guān)于Cr(H2O)4Br2Br2H2O的說(shuō)法正確的是()A配體為水分子，外界為BrB中心原子Cr采取sp3雜化C中心原子的配位數(shù)為6D中心原子的化合價(jià)為2價(jià)答案C解析配體為水分子和溴離子，中心原子Cr采取d2sp3雜化，中心原子的化合價(jià)為3價(jià)。4下列關(guān)于雜化軌道的敘述中，不正確的是( )A分子中中心原子通過(guò)sp3雜化成鍵時(shí)，該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)B雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)CCu(NH3)42和CH4兩種微粒中中心原子Cu和C都是通過(guò)sp3雜化軌道成鍵DCCl4分子中有四個(gè)完全等同的sp3-p 鍵答案C解析分子中中心原子通過(guò)sp3雜化軌道成鍵時(shí)，該分子不一定為正四面體結(jié)構(gòu)，如NH3中N原子采用sp3雜化軌道成鍵，但NH3屬于三角錐型，A項(xiàng)正確；雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對(duì)，B項(xiàng)正確；Cu(NH3)42中中心原子Cu采用dsp2雜化軌道成鍵，而CH4分子中中心原子C是采用sp3雜化軌道成鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確。5下列各種說(shuō)法中一定錯(cuò)誤的是( )A過(guò)渡金屬的原子或離子一般都有接受孤電子對(duì)的空軌道，易形成配合物B中心原子或離子采取sp3雜化軌道形成的配離子可能呈正四面體結(jié)構(gòu)C當(dāng)中心原子或離子的配位數(shù)為6時(shí)，配離子常呈八面體結(jié)構(gòu)D含有兩種配位體且配位數(shù)為4的配離子一定存在順反異構(gòu)體答案D解析過(guò)渡金屬原子或離子的最外層一般都沒排滿，存在空軌道，所以能接受孤電子對(duì)形成配位鍵，A選項(xiàng)的說(shuō)法是正確的；中心原子或離子采取sp3雜化軌道形成的配離子，當(dāng)4個(gè)配位體完全等同時(shí)，其配離子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體， B選項(xiàng)的說(shuō)法是正確的；按價(jià)電子對(duì)互斥模型，配位數(shù)為6的配離子，空間構(gòu)型呈八面體時(shí)最穩(wěn)定，所以C說(shuō)法是正確的；含有兩種配位體且配位數(shù)為4的配離子，只有當(dāng)其空間結(jié)構(gòu)呈平面四邊形時(shí)才存在順反異構(gòu)體，若其空間結(jié)構(gòu)呈四面體，則不存在順反異構(gòu)體，所以D的說(shuō)法一定錯(cuò)誤。二、配合物性質(zhì)及應(yīng)用6下列過(guò)程與配合物無(wú)關(guān)的是( )A向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液出現(xiàn)血紅色B用Na2S2O3溶液溶解照相底片上沒有感光的AgBrC向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液顏色加深D向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，先出現(xiàn)白色沉淀，繼而沉淀消失答案C解析A中形成Fe(SCN)63，B中形成可溶性的配合物Na3Ag(S2O3)2，D中先生成Al(OH)3沉淀，當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)生成Al(OH)4。C中發(fā)生2FeCl2Cl2=2FeCl3，與配合物無(wú)關(guān)。7下列大氣污染物中，能與人體血紅蛋白中的Fe2以配位鍵結(jié)合而引起中毒的氣體是()ASO2BCO2CNO2DCO答案D解析CO能與人體血紅蛋白中的Fe2以配位鍵結(jié)合，CO與血紅蛋白中的Fe2配合的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O2與血紅蛋白中Fe2配合的能力，因此CO一旦與血紅蛋白中的Fe2配合，O2就很難與血紅蛋白中的Fe2配合，機(jī)體出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，即引起機(jī)體中毒。8實(shí)驗(yàn)室測(cè)定鐵的含量可用絡(luò)合劑鄰二氮菲()，它遇Fe2形成紅色配合物，結(jié)構(gòu)如下圖，下面說(shuō)法不正確的是( )A鄰二氮菲中C和N均采用sp2雜化B該紅色配離子中配位數(shù)為6C鐵與氮之間的化學(xué)鍵為離子鍵D鄰二氮菲中所有原子共平面答案C解析鐵與氮之間的化學(xué)鍵為配位鍵。9已知NH3分子可與Cu2形成配位化合物離子Cu(NH3)42，則除去硫酸銅溶液中的少量硫酸可選用的試劑是()ANaOH B. NH3CBaCl2DCu(OH)2答案D解析除去雜質(zhì)時(shí)不能引入新雜質(zhì)。如果用NaOH，則引入Na；用BaCl2，則引入Cl；NH3與Cu2可形成配離子；Cu(OH)2難溶，且發(fā)生反應(yīng)：H2SO4Cu(OH)2=CuSO42H2O。能力提升10已知：=Ag(NH3)2OH；Ag(NH3)2Ag2NH3有兩種化合物，A：CoCl35NH3H2O；B：CoCl35NH3H2O，根據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定它們的絡(luò)離子、中心離子和配體。(1)分別取A和B的固體于試管中微熱，A中未見明顯現(xiàn)象，B中試管口出現(xiàn)少量水珠。(2)向A和B的溶液中加入AgNO3溶液后均有AgCl沉淀。(3)沉淀過(guò)濾后，分別向?yàn)V液中加AgNO3溶液均無(wú)變化，但加熱煮沸，B溶液中又有AgCl沉淀生成，其沉淀量為原來(lái)B溶液中AgCl的一半。又已知該化合物中心離子配位數(shù)均為6，試按照“Ag(NH3)2OH”的書寫格式寫出A、B的化學(xué)式：A_，B_。答案Co(NH3)5(H2O)Cl3Co(NH3)5ClCl2H2O解析分別取A和B的固體于試管中微熱，A中未見明顯現(xiàn)象，B中試管口出現(xiàn)少量水珠，說(shuō)明A中水分子在內(nèi)界，做配體，而B中水分子在外界，向A和B的溶液中加入AgNO3溶液后均有AgCl沉淀，說(shuō)明都有氯離子在外界，加熱煮沸，B溶液中又有AgCl沉淀生成，其沉淀量為原來(lái)B溶液中AgCl的一半，說(shuō)明B的內(nèi)界有氯離子，其個(gè)數(shù)為外界的氯離子的一半，而A中無(wú)氯離子在內(nèi)界，由于A和B中心離子的配位數(shù)均為6，可以推知，在A中有一個(gè)水分子和五個(gè)氨分子做配體，而在B中有一個(gè)氯離子和五個(gè)氨分子做配體，所以A的化學(xué)式可以寫成Co(NH3)5(H2O)Cl3，B的化學(xué)式可以寫成Co(NH3)5ClCl2H2O。11硫酸銅晶體溶解后溶液呈天藍(lán)色，滴加氨水直至過(guò)量，最終得到深藍(lán)色透明溶液，再加入無(wú)水乙醇，析出深藍(lán)色晶體，化學(xué)式為CuSO44NH3H2O。請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：(1)寫出配合物CuSO44NH3H2O中的配體是_，配位數(shù)是_(用數(shù)字表示)。N、O、S三種元素的第一電離能從大到小的順序是_。(2)已知CuSO44NH3H2O的結(jié)構(gòu)與CuSO45H2O晶體相似，CuSO45H2O晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示，請(qǐng)畫出CuSO44NH3H2O的結(jié)構(gòu)示意圖：(3)在CuSO44NH3H2O晶體中，中心原子是sp3雜化的原子有_(寫元素符號(hào))。其晶體結(jié)構(gòu)中存在的化學(xué)鍵有_。A范德華力 B金屬鍵 C共價(jià)鍵 D氫鍵E離子鍵 F配位鍵答案(1)NH34NOS(2)(3)N、O、SCEF解析(1)硫酸銅晶體溶解后溶液呈天藍(lán)色，溶液中形成了四水合銅配離子，滴加氨水直至過(guò)量，最終得到深藍(lán)色透明溶液，溶液中四水合銅配離子變成了四氨合銅配離子，所以在CuSO44NH3H2O中的配體為四個(gè)氨分子，根據(jù)N、O、S三種元素在周期表中的位置，O、N元素都是第2周期非金屬元素，同一周期元素自左而右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但N元素原子2p能級(jí)是半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，O、S在同一主族，同一主族自上而下第一電離能呈減小趨勢(shì)，所以N、O、S三種元素的第一電離能從大到小的順序是NOS。(2)根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知，銅離子的配位數(shù)為4，將CuSO45H2O晶體中四個(gè)做配體的水分子換成氨分子即可得CuSO44NH3H2O的結(jié)構(gòu)示意圖為(3)CuSO4中S與O形成4個(gè)鍵，沒有孤電子對(duì)，是sp3雜化，NH3中N與H形成3個(gè)鍵，有1對(duì)孤電子對(duì)，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，是sp3雜化，H2O中O與H形成2個(gè)鍵，有2對(duì)孤電子對(duì)，則價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，是sp3雜化，則中心原子是sp3雜化的原子有N、O、S；CuSO44NH3H2O中，Cu與N元素間形成配位鍵，H與N之間形成共價(jià)鍵，Cu與硫酸根離子之間形成離子鍵。12在濃的TiCl3的鹽酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至飽和，可得到配位數(shù)為6、組成為TiCl36H2O的綠色晶體，該晶體中兩配位體的物質(zhì)的量之比為15，則該配離子的化學(xué)式為_。CrCl36H2O(相對(duì)分子質(zhì)量為266.5)有三種不同顏色的異構(gòu)體：Cr(H2O)6Cl3、Cr(H2O)5ClCl2H2O和Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。為測(cè)定蒸發(fā)CrCl3溶液析出的暗綠色晶體是哪種異構(gòu)體，取2.665 g CrCl36H2O配成溶液，滴加足量AgNO3溶液，得到沉淀1.435 g。該異構(gòu)體為_(填化學(xué)式)。答案Ti(H2O)5Cl2Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O解析由TiCl36H2O的組成知，配位體的物質(zhì)的量之比為15，則只能為1個(gè)Cl與5個(gè)H2O。又Ti為3價(jià)，而Cl為1價(jià)，則該配離子為TiCl(H2O)52。0.01 mol的CrCl36H2O與足量AgNO3溶液反應(yīng)，只能得到0.01 mol AgCl，則說(shuō)明只有一個(gè)Cl在外界，故該異構(gòu)體為Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O。拓展探究13請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)Fe原子或離子外圍有較多能量相近的空軌道，能與一些分子或離子形成配合物。與Fe原子或離子形成配合物的分子或離子應(yīng)具備的結(jié)構(gòu)特征是_。Fe(CN)64的配位數(shù)是_，提供空軌道的是_，配位體是_，CN中C原子的雜化軌道類型是_雜化，寫出一種與CN互為等電子體的分子的電子式_。(2)一定條件下，Ni2與丁二酮肟生成鮮紅色沉淀A?；鶓B(tài)Ni原子的外圍電子排布式為_。丁二酮肟組成元素中C、N、O的第一電離能由小到大的順序?yàn)開。丁二酮肟分子中C原子軌道的雜化類型是_雜化。(3)氨氣是共價(jià)型氫化物。工業(yè)常用氨氣和醋酸二氨合銅Cu(NH3)2Ac(CH3COO簡(jiǎn)寫為Ac)的混合液來(lái)吸收一氧化碳。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu(NH3)2AcCONH3Cu(NH3)3COAc氨水溶液中各元素原子的電負(fù)性從大到小排列順序?yàn)開。醋酸分子中的兩個(gè)碳原子，甲基(CH3)碳和羧基(COOH)碳的雜化方式分別是_。生成物Cu(NH3)3COAc中所含化學(xué)鍵類型有_。a離子鍵 b配位鍵 c鍵 d鍵(4)氣態(tài)氯化鋁(Al2Cl6)是具有配位鍵的化合物，分子中原子間成鍵關(guān)系為，請(qǐng)將圖中你認(rèn)為是配位鍵的斜線上加上箭頭。(5)AlCl3NH3和AlCl中均含有配位鍵。AlCl3NH3中，配位體是_，提供孤電子對(duì)的原子是_，AlCl中Al原子采用_雜化。答案(1)具有孤電子對(duì)6Fe2CNspNN(或CO)(2)3d84s2C<O<Nsp3和sp2(3)O>N>Hsp3、sp2abcd(4)(5)NH3Nsp3解析(1)配位鍵的形成條件是中心原子一方提供空軌道，另一方提供孤電子對(duì)，F(xiàn)e原子提供空軌道，與之形成配合物的分子或離子應(yīng)含有孤電子對(duì)。Fe(CN)64的中心原子為Fe2，F(xiàn)e2提供空軌道，配位體為CN，配位數(shù)為6，用N原子替換CN中的C原子，同時(shí)減掉1個(gè)負(fù)電荷得等電子體N2，用O原子替換CN中的N原子，同時(shí)去掉1個(gè)負(fù)電荷得等電子體CO，N2的電子式為NN，故知CO電子式為CO，CN的電子式為CN，CN中C原子形成2個(gè)鍵和1個(gè)鍵，所以C原子采取sp雜化。(2)Ni的原子序數(shù)為28，價(jià)電子排布式為3d84s2。N原子最外層為2s22p3穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N元素的第一電離能大于C和O元素的第一電能，O原子半徑小于C原子半徑，O原子核電荷數(shù)多于C原子，故O元素第一電離能大于C元素第一電離能。含雙鍵碳原子形成3個(gè)鍵，該碳原子采取sp2雜化，CH3碳原子形成4個(gè)鍵，該C原子采取sp3雜化。(3)氨水中含有的元素有N、H、O，電負(fù)性順序?yàn)镺>N>H。甲基碳含4個(gè)鍵，羧基碳有3個(gè)鍵，故碳原子分別采取sp3和sp2雜化。CO中存在鍵和鍵，Cu與NH3和CO中的N原子和C原子間形成配位鍵，NH3中N與H原子間形成鍵，Cu(NH3)3CO與Ac間以離子鍵結(jié)合。(4)配位鍵的箭頭指向提供空軌道的一方。氯原子最外層有7個(gè)電子，通過(guò)一個(gè)共用電子對(duì)就可以形成一個(gè)單鍵，另有三對(duì)孤電子對(duì)。所以氯化鋁(Al2Cl6)中與兩個(gè)鋁原子形成共價(jià)鍵的氯原子中，分別有一個(gè)是配位鍵，氯原子提供孤電子對(duì)，鋁原子提供空軌道。(5)AlCl3NH3中，Al3提供空軌道，配位體為NH3，NH3中的N原子提供孤電子對(duì)，AlCl中Al的價(jià)電子對(duì)數(shù)為(314)4。孤電子對(duì)數(shù)為0，Al原子的雜化類型為sp3雜化。