Question

某化學學習興趣小組，為了研究晶體的結構和性質，查閱了一水合硫酸四氨合銅（Ⅱ）（[Cu（NH₃）_4]SO₄）?H₂O相關資料：
一水合硫酸四氨合銅（Ⅱ）（[Cu（NH₃）_4]SO₄）?H₂O為藍色正交晶體，常溫下，它易溶于水，受熱分解產生氨氣和硫酸銅，易與空氣中的二氧化碳、水反應生成銅的堿式鹽，使晶體變成綠色粉末．
它的制備原理是利用硫酸銅溶液和氨水反應生成，其晶體的析出一般不宜用蒸發濃縮等常規方法．析出晶體方法：向硫酸銅溶液中加入濃氨水后，再加入濃乙醇溶液使晶體析出．
請回答下列問題：
（1）請寫出制備硫酸四氨合銅（Ⅱ）的反應方程式：

CuSO₄+4NH₃+H₂O=[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O

．
（2）析出晶體不用蒸發濃縮方法的原因是

[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O受熱分解

；其中乙醇的作用是

硫酸四氨合銅在乙醇中的溶解度遠小于在水中的溶解度或減小水的極性

．
（3）硫酸四氨合銅屬于配合物，晶體中Cu²⁺與NH₃之間的鍵型為

配位鍵

，該化學鍵能夠形成的原因是

NH₃能提供孤對電子，Cu²⁺能接受孤對電子（或有空軌道）

．
（4）請你設計實驗方案探究確定SO2-4為配合物外界．

取硫酸四氨合銅晶體溶于水配成溶液，向溶液中加入適量的Ba（NO₃）₂溶液，溶液中出現白色沉淀，說明溶液中有SO₄^2-存在于外界

．

Answer 1

分析：（1）根據題意知硫酸銅和氨水反應生成硫酸四氨合銅（Ⅱ）；
（2）根據題意知[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O受熱分解；硫酸四氨合銅在乙醇中和水中的溶解性大小分析；
（3）晶體中Cu²⁺與NH₃之間的鍵型為配位鍵；NH₃能提供孤對電子，Cu ²⁺能接受孤對電子（或有空軌道）；
（4）如果硫酸根離子為配合物的外界，則配合物溶于水后，能電離出自由移動的硫酸根離子，用硝酸鋇溶液來檢驗溶液中是否存在自由移動的硫酸根離子，從而確定硫酸根離子是否為配合物的外界．

解答：解：（1）根據題意知，硫酸銅和氨水反應生成硫酸四氨合銅（Ⅱ），反應方程式為CuSO₄+4NH₃+H₂O=[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，故答案為：CuSO₄+4NH₃+H₂O=[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O；
（2）根據題意知[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O受熱分解，所以不能用蒸發濃縮法制取[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O，[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O在水中的溶解度大于在乙醇中的溶解度，所以向硫酸銅溶液中加入濃氨水后，再加入濃乙醇溶液能使晶體析出，
故答案為：[Cu（NH₃）₄]SO₄?H₂O受熱分解，硫酸四氨合銅在乙醇中的溶解度遠小于在水中的溶解度或減小水的極性；
（3）配合物中中心原子和配體之間存在配位鍵，所以硫酸四氨合銅配合物晶體中Cu²⁺與NH₃之間的鍵型為配位鍵，中心原子是銅離子，提供空軌道，配體是氨分子提供孤電子對，從而形成配位鍵，
故答案為：配位鍵，NH₃能提供孤對電子，Cu²⁺能接受孤對電子（或有空軌道）；
（4）如果硫酸根離子為配合物的外界，則配合物溶于水后，能電離出自由移動的硫酸根離子，向溶液中加入硝酸鋇溶液，如果溶液中有白色沉淀生成則證明硫酸根離子為配合物的外界，否則不是，
故答案為：取硫酸四氨合銅晶體溶于水配成溶液，向溶液中加入適量的Ba（NO₃）₂溶液，溶液中出現白色沉淀，說明溶液中有SO₄^2-存在于外界．

點評：本題考查了配合物的有關知識，知道配合物中中心原子提供空軌道，配體提供孤電子對，明確硫酸根離子的檢驗方法．