2024届新高考一轮复习人教版 第五章 第4讲　晶体结构与性质 课件（113张）

第4讲晶体结构与性质必备知识·整合一、物质的聚集状态与晶体的常识1.物质的聚集状态(1)物质的聚集状态及转化关系。(2)物质聚集状态转化原因。外界条件的改变引起物质内部粒子间作用力及粒子种类产生变化,导致物质聚集为不同特性的状态。2.晶体与非晶体(1)晶体与非晶体的比较。周期性有序项目晶体非晶体结构特征粒子在三维空间里呈

排列粒子排列

.性质特征自范性

.

.熔点

.

.异同表现

.

.两者区别方法间接方法看是否有固定的

或根据某些物理性质的各向异性科学方法对固体进行

实验相对无序有无固定不固定各向异性无各向异性熔点X射线衍射(2)获得晶体的途径。①

物质凝固。②

物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。③溶质从溶液中

。3.晶胞(1)概念:晶体结构的基本单元叫做晶胞。(2)晶体中晶胞的排列——“无隙并置”。①无隙:相邻晶胞之间没有任何

。②并置:所有晶胞都是

排列的,

相同。熔融态气态析出间隙平行取向(3)晶胞中粒子数目计算。“切割法(均摊法)”计算,某晶胞中的粒子,如果被n个晶胞所共有,则粒子的

属于该晶胞。①长方体(包括立方体)晶胞中不同位置的粒子数的计算。1/n[理解·辨析]判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)干冰和冰中的相互作用力完全相同。(

)(2)晶体内部的粒子按一定规律周期性排列。(

)(3)凡有规则外形的固体一定是晶体。(

)(4)没有规则几何外形的固体一定属于非晶体。(

)(5)晶胞是构成晶体最小的立方体。(

)(6)区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验。(

)×√×××√分子二、四种典型晶体类型、结构和性质1.四种晶体类型的比较项目分子晶体共价晶体金属晶体离子晶体构成粒子

.

.

.

.

.元素或物质特征含氧酸,部分非金属单质、气态氢化物、非金属氧化物,绝大多数有机物C、Si、B、Ge等单质,SiO2、SiC、Si3N4等非金属化合物金属单质(除汞外)粒子间作用力

.

.

.

.

.原子金属阳离子、自由电子阴、阳离子范德华力(某些含氢键)共价键金属键离子键①有氢键的一般强于无氢键的;②无氢键时,M越大范德华力越大作用力强弱比较方法

.

.

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.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.可能存在的其他作用力

.无无

.硬度较小很大有的很大,有的很小较大原子半径越小,键长越短,键能越大阳离子半径越小、阳离子电荷越多,金属键越强离子半径越小、离子电荷越多离子键越强(晶格能越大)共价键共价键很高熔点、沸点较低

.有的很高,有的很低较高溶解性相似相溶难溶于一般溶剂一般不溶于水,少数与水反应大多易溶于水等极性溶剂导电、传热性一般不导电,溶于水后有的导电一般不具有导电性,个别为半导体电和热的良导体晶体不导电,水溶液或熔融态导电122.典型晶体的结构及分析(1)典型分子晶体。物质干冰CO2冰H2O晶胞或晶体结构配位分子数目

.

.晶胞所含分子数目

.—1mol物质所含氢键

.

.4402mol(2)典型共价晶体。sp3物质金刚石碳化硅二氧化硅晶胞结构图原子杂化类型

.

.

.键角

.

.

.配位数

.

.

.晶胞所含原子数

.

.

.1mol晶体所含化学键的物质的量

.

.

.sp3sp3109°28′109°28′109°28′4448个C4个C、4个Si8个Si、16个O2molC—C2molC—Si4molSi—O(3)典型金属晶体。①典型金属晶体的结构及分析。堆积方式(拓展)简单立方面心立方最密堆积体心立方堆积六方最密堆积结构示意图配位数

.

.

.

.晶胞含有原子个数

.

.

.

.6128121422②金属键的本质——“电子气理论”。(4)典型离子晶体。晶胞配位数Cl-:

.Na+:

.Cl-:

.Cs+:

.Zn2+:

.S2-:

.F-:

.Ca2+:

.晶胞中微粒数Cl-:

.Na+:

.Cl-:

.Cs+:

.Zn2+:

.S2-:

.F-:

,Ca2+:

.阴、阳离子个数比

.

.

.

.化学式NaClCsClZnSCaF266884448441144841∶11∶11∶12∶1(5)过渡晶体与混合型晶体。①过渡晶体:纯粹的上述四类晶体是不多的,大多数晶体都是它们之间的过渡类型。②混合型晶体(石墨为例):石墨层状晶体中,层内作用力为共价键,层与层之间的作用是

,平均每个正六边形拥有的碳原子个数是

,C原子采取的杂化方式是

。分子间作用力sp22[理解·辨析]判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子。(

)(2)离子晶体不一定都含有金属元素。(

)(3)共价晶体的配位数一般都是4。(

)(4)1mol金刚石中含有4molC—C。(

)(5)氯化钠晶体中,每个Na+周围距离相等且最近的Na+共有6个。(

)(6)冰中包含的作用力有范德华力、氢键和共价键。(

)(7)1mol石墨含有0.5mol六元环。(

)(8)金刚石晶体中,最小环上有6个原子。(

)×√√××√√√三、配合物与超分子1.配位键和配合物(1)配位键。①配位键的形成:成键原子一方提供

,另一方提供

形成共价键,这类“电子对给予—接受键”称为配位键。孤电子对空轨道→(2)配位化合物。①概念:由

或原子(称为中心离子或原子)与某些分子或离子(称为配体或配位体)以配位键结合形成的化合物,简称配合物。金属离子②配合物的组成:如[Cu(NH3)4]SO4配位原子2.超分子分子间相互作用定义由两种或两种以上的分子通过

形成的分子聚集体。这里的分子也包括离子特点超分子这种分子聚集体,有的是有限的,有的是无限伸展的应用示例一:分离C60和C70示例二:冠醚识别碱金属离子:冠醚与合适的碱金属离子形成超分子特征超分子的两特征分别为

和

.分子识别自组装关键能力·提升考点一物质的聚集状态与晶体常识晶体、晶胞的认识与判断1.下列物质中前者为晶体,后者为非晶体的是(

)A.白磷、蓝矾 B.陶瓷、塑料C.碘、橡胶 D.食盐、蔗糖C解析:A中白磷和蓝矾都是晶体;B中两者均为非晶体,C中碘为晶体,橡胶为非晶体;D中两者均为晶体。2.(2022·福建龙岩月考)“劳动是一切幸福的源泉”。下列劳动所涉及的化学知识错误的是(

)B选项劳动项目化学知识A科研晶体利用X射线衍射测定晶体结构B生产钻石石墨在一定条件下转化为金刚石,晶体类型不变C照明设计炫丽灯光是原子中电子的跃迁,发出不同波长的光D“基因剪刀”DNA分子两条链间的碱基以氢键配对解析:晶体具有规则的几何外形,结构粒子周期性有序排列,而非晶体结构粒子无序排列,因此可以利用X射线衍射测定晶体结构,故A正确;石墨转化为金刚石属于化学变化,石墨属于混合型晶体,而金刚石为共价晶体,晶体类型发生改变,故B错误;原子中电子的跃迁,会吸收或释放不同波长的光,形成炫丽灯光,故C正确;DNA分子两条链间的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构,故D正确。利用晶胞结构确定化学式、原子个数D3.(2021·辽宁卷)单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型超导材料,其晶胞如图所示。下列说法错误的是(

)A.S位于元素周期表p区B.该物质的化学式为H3SC.S位于H构成的八面体空隙中D.该晶体属于分子晶体C5.(1)硼化镁晶体在39K时呈超导性。在硼化镁晶体中,镁原子和硼原子是分层排布的,如图是该晶体微观结构的透视图,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。则硼化镁的化学式为

。

解析:(1)每个Mg周围有6个B,而每个B周围有3个Mg,所以其化学式为MgB2。答案:(1)MgB2(2)在硼酸盐中,阴离子有链状、环状等多种结构形式。如图是一种链状结构的多硼酸根,则多硼酸根的离子符号为

。

[归纳总结](1)晶胞中化学式计算思路。①运用均摊法计算出一个晶胞中的微粒数目。②求出不同微粒数目比值,得化学式。(2)立方体中粒子周围粒子的个数。①A周围有4个B,B周围有12个A。②A周围有2个C,C周围有6个A。③B周围有6个D,D周围有2个B。④B周围有8个C,C周围有8个B。⑤C周围有12个D,D周围有4个C。⑥A周围有4个D,D周围有4个A。考点二晶体密度和微粒间距离的计算晶胞中N原子均参与形成配位键,Ni2+与Zn2+的配位数之比为

;x∶y∶z=

。

答案:(1)2∶3

2∶1∶1(2)(2022·湖南卷节选)钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:①该超导材料的最简化学式为

;

答案:(2)①KFe2Se2(2)(2022·湖南卷节选)钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:②Fe原子的配位数为

;

解析:②由晶胞结构图可知,位于面上的铁原子与位于棱上的2个硒原子和内部的1个硒原子的距离最近,与这个晶胞紧邻的晶胞中还有一个硒原子,所以铁原子的配位数为4;答案:②4(2)(2022·湖南卷节选)钾、铁、硒可以形成一种超导材料,其晶胞在xz、yz和xy平面投影分别如图所示:③该晶胞参数a=b=0.4nm、c=1.4nm。阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为

g·cm-3(列出计算式)。

BC2.(2022·山东师范大学附中模拟)CsSiB3O7属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为apm、bpm、cpm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为

。CsSiB3O7的摩尔质量为Mg·mol-1,设NA为阿伏加德罗常数的值,则CsSiB3O7晶体的密度为

g·cm-3(用代数式表示)。

[归纳拓展](1)晶胞中粒子配位数的计算。一个粒子周围最邻近的粒子的数目称为配位数。①晶体中原子(或分子)的配位数:若晶体中的粒子为同种原子或同种分子,则某原子(或分子)的配位数指的是该原子(或分子)最接近且等距离的原子(或分子)的数目。②离子晶体的配位数:指一个离子周围最接近且等距离的异种电性离子的数目。(2)晶胞计算公式(立方晶胞)。a3ρNA=NM(a:棱长;ρ:密度;NA:阿伏加德罗常数的值;N:1mol晶胞所含基本粒子或特定组合的物质的个数;M:基本粒子或特定组合的摩尔质量)。考点三常见晶体结构与性质晶体类型的判断1.下列晶体分类中正确的一组是(

)选项离子晶体共价晶体分子晶体ANaOH固态ArSO2BH2SO4石墨SCCH3COONa水晶DBa(OH)2金刚石玻璃解析:A项中固态Ar为分子晶体;B项中H2SO4为分子晶体、石墨是混合型晶体;D项中玻璃是非晶体。C2.下列性质适合于分子晶体的是(

)A.熔点为1070℃,易溶于水,水溶液导电B.熔点为3500℃,不导电,质硬,难溶于水和有机溶剂C.能溶于CS2,熔点为112.8℃,沸点为444.6℃D.熔点为97.8℃,质软,导电,密度为0.971g·cm-3解析:A、B选项中的熔点高,不是分子晶体的性质,D选项是金属钠的性质,钠不是分子晶体。C3.分析下列物质的物理性质,判断其晶体类型。(1)碳化铝,黄色晶体,熔点2200℃,熔融态不导电:

。

(2)溴化铝,无色晶体,熔点98℃,熔融态不导电:

。

(3)五氟化矾,无色晶体,熔点19.5℃,易溶于乙醇、氯仿、丙酮等:

。(4)溴化钾,无色晶体,熔融时或溶于水中都能导电:

。

(5)SiI4:熔点120.5℃,沸点287.4℃,易水解:

。

(6)硼:熔点2300℃,沸点2550℃,硬度大:

。

(7)硒:熔点217℃,沸点685℃,溶于氯仿:

。

(8)锑:熔点630.74℃,沸点1750℃,固体可导电:

。

共价晶体分子晶体分子晶体离子晶体分子晶体共价晶体分子晶体金属晶体[归纳总结]判断晶体类型的方法(1)主要是根据各类晶体的特征性质判断。熔、沸点低的物质为分子晶体;熔、沸点较高,且在水溶液中或熔融状态下能导电的物质为离子晶体;熔、沸点很高,不导电,不溶于一般溶剂的物质为共价晶体;能导电、传热,具有延展性的晶体为金属晶体。(2)根据物质的类别判断。活泼金属氧化物(如K2O、Na2O2等)、强碱(如NaOH、KOH等)和绝大多数的盐类是离子晶体。大多数非金属单质(金刚石、石墨、晶体硅、晶体硼等除外)、气态氢化物、大多数非金属氧化物、酸、绝大多数有机物(有机盐除外)是分子晶体。常见的共价晶体中,单质有金刚石、晶体硅、晶体硼、锗(Ge)和灰锡(Sn)等,化合物有碳化硅、二氧化硅等。大多数金属单质与合金是金属晶体。晶体熔点、沸点的比较(1)(2022·山东卷,改编)AlN、GaN属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。则GaN的熔点

(填“高于”或“低于”)AlN。

解析:(1)因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体,由于Al原子的半径小于Ga,N—Al的键长小于N—Ga的,则N—Al的键能较大,键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高,故GaN的熔点低于AlN的。答案:(1)低于(2)(2021·湖南卷,节选)晶体硅和碳化硅熔点较高的是

(填化学式);硅和卤素单质反应可以得到SiX4,SiX4的熔、沸点如下表:

物质SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.70℃时,SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是

(填化学式),沸点依次升高的原因是

。

解析:(2)共价晶体的熔点取决于共价键的强弱,晶体硅和碳化硅都是共价晶体,碳原子的原子半径小于硅原子,碳元素非金属性强于硅元素,碳硅键的键长小于硅硅键的键长、键能大于硅硅键的,则碳硅键强于硅硅键,碳化硅的熔点高于晶体硅;由题给熔沸点数据可知,0℃时,四氟化硅为气态,四氯化硅为液态,四溴化硅、四碘化硅为固态;分子晶体的沸点取决于分子间作用力的大小,SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,则SiX4的沸点依次升高。答案:(2)SiC

SiCl4

SiX4都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大(3)(2022·浙江1月选考)四种晶体的熔点数据如表:物质CF4SiF4BF3AlF3熔点/℃-183-90-127>1000CF4和SiF4熔点相差较小,BF3和AlF3熔点相差较大,原因是

.

.

.

。晶体,结构相似,分子间作用力相差较小,所以熔点相差较小;BF3通过分子间作用力形成分子晶体,AlF3通过离子键形成离子晶体,破坏离子键需要能量多,所以熔点相差较大CF4和SiF4都是分子(1)上述第(1)题中AlN晶体中Al形成

个共价键,其中有

个配位键,配位键形成时

提供空轨道,

提供孤电子对。

(2)按照上述第(2)题思路,H2O的熔点应该低于H2S的熔点;但实际上H2O的熔点高于H2S的,原因是

。

(3)上述第(3)题中BF3和AlF3熔点相差较大是因为AlF3属于离子晶体。可通过实验证明其为离子化合物,实验依据为

。

41AlN水分子间除了范德华力还存在氢键熔融状态下AlF3可以导电共价填空。(1)(2022·山东潍坊三模)B4C3的硬度可与金刚石媲美,且熔点高,则B4C3为

晶体。

解析:(1)硬度大、熔点高是共价晶体的性质,B4C3的硬度可与金刚石媲美,且熔点高,则B4C3为共价晶体。(2)(2022·河北模拟)五氟化铌(NbF5)的熔点为72℃,它的晶体类型为

.晶体。

解析:(2)五氟化铌(NbF5)的熔点为72℃,熔点低,所以它是分子晶体。分子(3)(2022·山东泰安三模)已知以上三种金属的盐的熔点、沸点(℃)如下表:物理性质氯化物MgCl2ZnCl2TiCl4熔点712290-24.1沸点1412732136.4已知:ZnCl2熔融状态下能够导电。请解释三种氯化物熔点、沸点差异的原因:

.

。

TiCl4的熔点、沸点明显偏低的另一个原因是该分子空间结构是

,分子高度对称,没有极性,分子间作用力很弱。

MgCl2与ZnCl2是离子晶体,MgCl2的离子键比ZnCl2的强,TiCl4属于分子晶体,熔点、沸点比离子晶体低得多正四面体形解析:(3)MgCl2与ZnCl2是离子晶体,MgCl2的离子键比ZnCl2的强;TiCl4常温下呈液态,可知其属于分子晶体,熔点、沸点比离子晶体低得多。根据价层电子对互斥模型,TiCl4具有4个成键电子对,中心原子Ti发生sp3杂化,形成正四面体形的分子。(4)(2022·湖南雅礼中学模拟)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是

(填“共价”或“离子”)化合物,它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如表所示,试分析GaN、GaP、GaAs熔点依次降低的原因:

.

。物质GaNGaPGaAs熔点/℃170014801238共价它们均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故Ga—N、Ga—P、Ga—As的键长依次增大,键长越长键能越小,故GaN、GaP、GaAs熔点依次降低解析:(4)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,说明它们中没有阴、阳离子,据此判断它们是共价化合物,它们的晶体结构与金刚石相似,说明它们均为共价晶体,GaN、GaP、GaAs熔点分别为1700℃、1480℃、1238℃,且N、P、As原子半径逐渐增大,Ga—N、Ga—P、Ga—As键长逐渐增大,键能减小,断裂化学键需要的能量减小,因此熔点逐渐降低。[思维建模]晶体熔点、沸点的比较(1)不同类型晶体。熔点、沸点高低的一般规律为共价晶体>离子晶体>分子晶体。(2)同种类型晶体。离子晶体一般地说,阴、阳离子的电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,其离子晶体的熔点、沸点就越高,如熔点:MgO>MgCl2,NaCl>CsCl共价晶体原子半径越小、键长越小、键能越大,晶体的熔点、沸点越高,如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅分子晶体①分子间作用力越大,物质的熔点、沸点越高;具有氢键的分子晶体,熔点、沸点反常地高,如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔点、沸点越高,如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,其熔点、沸点越高,如CO>N2,CH3OH>CH3CH3。④同分异构体,支链越多,熔点、沸点越低金属晶体一般来说,金属阳离子半径越小,离子所带电荷数越多,金属键越强,金属的熔点、沸点就越高,如熔点、沸点:Na<Mg<Al微专题11原子分数坐标与投影图的分析1.原子分数坐标分析(1)含义:原子分数坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置。(2)原子分数坐标的确定方法。①依据已知原子的坐标确定坐标系取向。②一般以坐标轴所在正方体的棱长为1个单位。③从原子所在位置分别向x、y、z轴作垂线,所得坐标轴上的截距即为该原子的分数坐标。2.投影图分析投影图主要考查数学学科三视图的知识,考查的是空间想象能力。要比较熟练掌握常见晶胞的投影特征。常见晶胞投影图总结如下:(1)面心立方晶胞及投影。(2)体心立方晶胞及投影图。(2019·全国Ⅱ卷,节选)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。根据微粒在晶胞中所处位置,运用均摊法确定晶胞所含各种粒子数目后确定化学式。根据ρ胞=m胞/V胞,计算晶胞密度,注意单位换算把pm转化为cm。根据坐标系中各原子位置关系确定原子分数坐标。1.某氮化铁的晶胞结构如图所示:2.已知金刚石的晶胞如下:(2)请画出x、y平面上的投影图。3.(2022·山东聊城三模,节选)一种金属间化合物的晶胞结构如图所示:考点四配合物超分子(1)(2020·山东卷,节选)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2+配合物的结构如图所示,1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有

mol,该螯合物中N的杂化方式有

种。

答案:(1)6

1

(2)(2022·辽宁实验中学模拟改编)冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。冠醚冠醚空腔直径/pm适合的粒子(直径/pm)15-冠-517～220Na+(204)18-冠-6260～320K+(276)21-冠-7340～430Cs+(334)根据上述信息判断:冠醚

(填“可以”或“不可以”)用来识别碱金属离子;二苯并-18-冠-6

(填“能”或“不能”)适配Li+;一个螯合离子中配位键的数目为

。

答案:(2)可以不能6解析:(2)由表知,碱金属离子的粒子在冠醚空腔直径范围内,冠醚与碱金属离子的包含物都是超分子,可以识别碱金属离子。一般而言,电子层数越多,半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;Li+的半径小于Na+的,由图可知,二苯并-18-冠-6不能适配Li+。由结构简式可知,一个螯合离子中配位键的数目为6。(1)(2022·山东肥城教学研究中心模拟,节选)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有配位键的数目为

(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

答案:(1)2NA(2)(2022·湖南师大附中模拟,节选)多酚氧化酶与植物的抗病性有关。配合物[Mn(EDTB)](NO3)2·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。①EDTA中N的杂化轨道类型为

。

解析:(2)①EDTA中N形成3个单键,有1个孤电子对,杂化轨道数是4,杂化轨道类型为sp3。答案:(2)①sp3(2)(2022·湖南师大附中模拟,节选)多酚氧化酶与植物的抗病性有关。配合物[Mn(EDTB)](NO3)2·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。②邻苯二胺分子中σ键的数目为

。

解析:②单键为σ键,双键中有1个σ键,邻苯二胺分子中σ键的数目为16。答案:②16(2)(2022·湖南师大附中模拟,节选)多酚氧化酶与植物的抗病性有关。配合物[Mn(EDTB)](NO3)2·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。③EDTB分子中所含元素的电负性由小到大的顺序为

。

解析:③EDTB分子中含H、C、N三种元素,非金属性越强,电负性越大,电负性由小到大的顺序为H<C<N。答案:③H<C<N(2)(2022·湖南师大附中模拟,节选)多酚氧化酶与植物的抗病性有关。配合物[Mn(EDTB)](NO3)2·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。④配离子[Mn(EDTB)]2+中的配位原子是

。

解析:④配离子[Mn(EDTB)]2+中N原子含有孤电子对,配位原子是N。答案:④N(2)(2022·湖南师大附中模拟,节选)多酚氧化酶与植物的抗病性有关。配合物[Mn(EDTB)](NO3)2·DMF是多酚氧化酶的模型配合物。⑤向盛有硫酸铜水溶液的试管中加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,向该溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解、后析出的原因是

.

.

(用离子方程式和简单的文字说明加以解释)。蓝色沉淀与氨水可发生学生必做实验(六)简单配合物的形成与制备1.简单配合物的形成出现蓝色沉淀蓝色沉淀溶解形成深蓝色溶液试管中析出深蓝色晶体试管中出现白色沉淀白色沉淀消失,得到澄清的无色溶液深蓝色晶体为[Cu(NH3)4]SO4·H2O2.简单离子与配离子的区别序号实验步骤实验现象解释(1)向盛有少量蒸馏水的试管中滴加2滴氯化铁溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液

.

.(2)向盛有少量蒸馏水的试管中滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液

.

.

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.溶液变红色Fe3+与SCN-形成配离子溶液颜色未变为红色K3[Fe(CN)6]在水中可电离出配离子[Fe(CN)6]3-,溶液中不存在Fe3+1.在[Cu(H2O)4]2+中,Cu2+与水分子之间的化学键是如何形成的?该化学键如何表示?2.实验室配制银氨溶液时,向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,为什么?提示:因为氨水呈弱碱性,滴入AgNO3溶液中,会形成AgOH白色沉淀,当氨水过量时,NH3分子与Ag+形成[Ag(NH3)2]+,配离子很稳定,会使AgOH逐渐溶解。3.FeCl3与K3[Fe(CN)6]都含有+3价铁离子,在溶液中是否都能电离出Fe3+?提示:FeCl3在溶液中能电离出Fe3+,K3[Fe(CN)6]在溶液中不能电离出Fe3+。4.根据第3个问题的分析,配合物内外界的电离情况如何?提示:配合物溶于水电离,内外界分开,内界配离子的稳定性较强,在溶液中难发生电离,性质稳定。1.下列现象的变化与配合物的形成无关的是(

)A.向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,出现红色B.用王水(1体积浓硝酸和3体积浓盐酸混合而成)清洗金币,会使金币质量减轻C.向AgNO3溶液中滴加氨水,先出现白色沉淀后溶解D.向AlCl3溶液中逐滴加入氨水至过量,出现白色沉淀解析:金币溶于王水生成配合物HAuCl4,故B不符合题意;AlCl3和NH3·H2O反应生成氢氧化铝沉淀,与配合物的形成无关,故D符合题意。D2.向盛有天蓝色CuSO4水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(

)A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+浓度不变B.溶液呈天蓝色是因为存在[Cu(H2O)4]2+,该离子的空间结构为正四面体C.深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+,说明[Cu(NH3)4]2+比[Cu(H2O)4]2+稳定D.若向反应后的溶液中加入乙醇,将会有[Cu(H2O)4]SO4晶体析出解析:硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和氨水继续反应生成配合物而使溶液澄清,所以溶液中c(Cu2+)减小,故A错误;溶液呈天蓝色是因为存在[Cu(H2O)4]2+,[Cu(H2O)4]2+形成4个配位键,具有对称的空间结构,为平面正方形,故B错误;通过题意分析可知,深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+,说明[Cu(NH3)4]2+比[Cu(H2O)4]2+稳定,故C正确;乙醇极性小于水,配合物在乙醇中溶解度较小,若向反应后的溶液中加入乙醇,将会有[Cu(NH3)4]SO4晶体析出而不是[Cu(H2O)4]SO4,故D错误。C3.(2022·北京期末)用相同浓度的FeCl3溶液和K3[Fe(CN)6]溶液进行实验:下列说法不正确的是(

)A.相同浓度的FeCl3和K3[Fe(CN)6]溶液中,Fe3+的浓度不同B.Fe3+提供空轨道,CN-提供孤电子对,两者以配位键结合成[Fe(CN)6]3-C.溶液2不显红色,说明Fe3+与CN-的结合力强于与SCN-的结合力D.由对比实验可知,用KCN溶液检验FeCl3溶液中的Fe3+比用KSCN溶液更好D4.(2022·北京育才学校三模)某实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。[实验Ⅰ]向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加几滴0.1mol·L-1KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH=1),溶液颜色变红。(1)甲同学通过上述实验分析Fe2+具有

(填“氧化”或“还原”)性。

乙同学查阅资料发现Fe2+与SCN-也可发生反应,生成无色的配合物。为证实该性质,利用FeCO3进行如下实验。解析:(1)向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加几滴0.1mol·L-1KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH=1),溶液颜色变红,说明Fe2+能够被酸性H2O2溶液氧化为Fe3+,Fe3+遇SCN-使溶液变为红色,这证明Fe2+具有还原性。答案:(1)还原4.(2022·北京育才学校三模)某实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。[实验Ⅰ]向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加几滴0.1mol·L-1KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%H2O2溶液(用H2SO4酸化至pH=1),溶液颜色变红。(2)FeCO3的制备:用过量NH4HCO3溶液与FeSO4溶液反应得到FeCO3,离子方程式为

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4.(2022·北京育才学校三模)某实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。[实验Ⅱ]验证Fe2+与SCN-发生反应(3)通过实验b排除了

的干扰。

(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因:

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。丙同学设计实验进一步证明Fe2+可与SCN-反应。FeCO3溶解产生的Fe2+SCN-与FeCO3溶解电离产生的Fe2+结合,沉淀溶解平衡正向移动,溶液中的Fe2+(包括Fe2+与SCN-生成物)浓度增大,与酸性H2O2溶液反应产生的Fe3+的浓度增大,Fe3+与SCN-生成物的浓度增大,溶液红色加深4.(2022·北京育才学校三模)某实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。[实验Ⅲ](5)上述实验中,d为c的对照实验。①X为

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答案:(5)①1mL0.5mol·L-1H2SO4溶液4.(2022·北京育才学校三模)某实验小组同学为探究Fe2+的性质,进行如下实验。[实验Ⅲ](5)上述实验中,d为c的对照实验。②实验能够证实Fe2+可与SCN-反应,则应观察到的现象是

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答案:②溶液红色变浅,且实验c比d更浅4.(2022·北京育才学校