某化学学习兴趣小组,为了研究晶体的结构和性质,查阅了一水合硫酸四氨合铜(Ⅱ)([Cu(NH3)4]SO4)-H2O相关资料:
一水合硫酸四氨合铜(Ⅱ)([Cu(NH3)4]SO4)-H2O为蓝色正交晶体,常温下,它易溶于水,受热分解产生氨气和硫酸铜,易与空气中的二氧化碳、水反应生成铜的碱式盐,使晶体变成绿色粉末.
它的制备原理是利用硫酸铜溶液和氨水反应生成,其晶体的析出一般不宜用蒸发浓缩等常规方法.析出晶体方法:向硫酸铜溶液中加入浓氨水后,再加入浓乙醇溶液使晶体析出.
请回答下列问题:
(1)请写出制备硫酸四氨合铜(Ⅱ)的反应方程式:______.
(2)析出晶体不用蒸发浓缩方法的原因是______;其中乙醇的作用是______.
(3)硫酸四氨合铜属于配合物,晶体中Cu2+与NH3之间的键型为______,该化学键能够形成的原因是______.
(4)请你设计实验方案探究确定SO2-4为配合物外界.______.
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(1)根据题意知,硫酸铜和氨水反应生成硫酸四氨合铜(Ⅱ),反应方程式为CuSO4+4NH3+H2O=[Cu(NH3)4]SO4?H2O,故答案为:CuSO4+4NH3+H2O=[Cu(NH3)4]SO4?H2O;
(2)根据题意知[Cu(NH3)4]SO4?H2O受热分解,所以不能用蒸发浓缩法制取[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,所以向硫酸铜溶液中加入浓氨水后,再加入浓乙醇溶液能使晶体析出,
故答案为:[Cu(NH3)4]SO4?H2O受热分解,硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度或减小水的极性;
(3)配合物中中心原子和配体之间存在配位键,所以硫酸四氨合铜配合物晶体中Cu2+与NH3之间的键型为配位键,中心原子是铜离子,提供空轨道,配体是氨分子提供孤电子对,从而形成配位键,
故答案为:配位键,NH3能提供孤对电子,Cu2+能接受孤对电子(或有空轨道);
(4)如果硫酸根离子为配合物的外界,则配合物溶于水后,能电离出自由移动的硫酸根离子,向溶液中加入硝酸钡溶液,如果溶液中有白色沉淀生成则证明硫酸根离子为配合物的外界,否则不是,
故答案为:取硫酸四氨合铜