高中化学苏教版 (2019)选择性必修2专题4 分子空间结构与物质性质第二单元 配合物的形成和应用第2课时精练

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专题4　分子空间结构与物质性质
第2课时　配合物的应用
基础过关练
题组一　配合物的组成与结构
1.(2021吉林长春第二十九中学高二下考试)某配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O,下列说法正确的是　 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.配位体是Cl-和H2O,配位数是9
B.中心离子是Ti4+,内界是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中的Cl-的数目比是1∶2
D.H2O的中心原子是sp2杂化
2.CoCl3·4NH3用H2SO4溶液处理再结晶,SO42-可以取代化合物中的Cl-,但NH3的物质的量不变,用过量的AgNO3溶液处理该化合物,有氯总量的13以AgCl析出,这种配合物应该表示为 (　　)
A.[Co(NH3)4]Cl3 B.[Co(NH3)4Cl3]
C.[Co(NH3)4Cl]Cl2 D.[Co(NH3)4Cl2]Cl
3.(2021山东烟台高二上期末)TiO2的“纳米材料”有广泛的应用,工业上可利用TiCl4制取。TiCl4熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。制取TiO2的反应为①2FeTiO3+7Cl2+3C2TiCl4+2FeCl3+3CO2,②TiCl4+O2TiO2+2Cl2。下列说法错误的是 (　　)
A.CO2和CCl4中碳的杂化方式不同
B.O2、Cl2、CO2都是含有非极性键的非极性分子
C.TiCl4晶体是分子晶体
D.FeCl3与KSCN溶液生成的[Fe(SCN)6]3-中,Fe3+为中心离子,SCN-为配位体
4.如图所示,a为乙二胺四乙酸(EDTA),易与金属离子形成螯合物,b为EDTA与Ca2+形成的螯合物。下列叙述正确的是 (　　)

a

A.a和b中N原子均采取sp3杂化
B.b中Ca2+的配位数为4
C.a中配位原子是C原子
D.b中含有共价键、离子键和配位键
题组二　配合物的性质与应用
5.(2021山东潍坊高二上期末)下列关于配合物(NH4)2[PtCl6]、[Cd(NH3)4](OH)2的说法正确的是 (　　)
A.两种配合物均含有两种配位体
B.两种配合物中的中心离子的配位数均为6
C.1 mol [Cd(NH3)4]2+含有4 mol配位键
D.向(NH4)2[PtCl6]的水溶液中加入硝酸银稀溶液,立即生成大量白色沉淀
6.下列气体中,能与人体血红蛋白中的Fe2+以配位键结合而引起人体中毒的是 (　　)
A.SO2 B.CO2 C.NO2 D.CO
7.(2021辽宁大连高三下一模)CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,下列说法错误的是 (　　)
A.[CuCl4]2-中铜的化合价是+2价
B.1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的物质的量为12 mol
C.向溶液中加入AgNO3溶液可使黄绿色的CuCl2溶液变成蓝色
D.若升高CuCl2溶液温度,溶液pH不变
8.有三个组成均为CrCl3·6H2O的配合物,甲为亮绿色,乙为暗绿色,丙为紫色,相同物质的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的AgNO3溶液,析出AgCl的物质的量之比为2∶1∶3。已知铬的配位数为6,下列说法正确的是 (　　)
A.甲、乙、丙为同一物质
B.配位体均为Cl-
C.铬元素均显+3价
D.甲的化学式为[Cr(H2O)6]Cl3
9.配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3:　　　　　　　; 
CoCl3·5NH3:　　　　　　　; 
CoCl3·4NH3(绿色和紫色):　　　　　　　。 
(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是　　　　　　　　　。 
(3)上述配合物中,中心离子的配位数都是　　　　。 
能力提升练
题组一　配位键与配位化合物
1.(2020山东滕州一中高二下月考,)下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.[Co(NH3)4Cl2]Cl B.[Co(NH3)6]Cl3
C.[Cu(NH3)4]Cl2 D.[Co(NH3)3Cl3]
2.(2021吉林吉化第一高级中学高二下月考,)许多过渡金属离子对多种配位体有很强的结合力,能形成多种配合物。下列说法正确的是 (　　)
A.向配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 的溶液中加入足量的AgNO3 溶液,所有的Cl-均被完全沉淀
B.配合物 Ni(CO)4 常温下呈液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂
C.配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O 的配位体为 NH3 和 SO42-
D.配合物[Ag(NH3)2]OH 的配位数为3
3.(2020天津静海一中高二下月考,)下列说法错误的是　 (　　)
A.在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
B.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
C.SO2、SO3、BF3、NCl3都是极性分子
D.向含有0.1 mol [Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1 mol AgCl沉淀
4.(2020山东烟台高三下适应性练习,)已知某种锂盐的结构如图,它是一种新型锂离子电池的电解质,其阴离子由W、X、Y、Z四种同周期主族元素构成,Y原子的最外层电子数是X的次外层电子数的3倍(箭头表示共用电子对由W提供)。下列说法错误的是 (　　)

A.元素非金属性强弱顺序是W>Y>Z>X
B.阴离子中X与Z的杂化方式相同
C.原子半径X>Z>Y>W
D.该物质中含有极性键、非极性键、配位键和离子键
5.(2021湖北部分重点学校高三下新高考质量检测,)一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂,其结构简式如图所示。下列说法错误的是 (　　)

A.基态Zn原子价电子排布式为3d104s2
B.Cu与Zn相邻,第一电离能:Zn C.该物质中,中心原子的配位数为5,配位原子为O、N
D.电负性由小到大的顺序为Zn 6.(2021山西太原第五十六中学高二下月考,)下列说法中,正确的是 (　　)
A.存在手性异构体的分子只能含一个手性碳原子
B.配合物[Cu(NH3)4]Cl2的配位数是6
C.已知Zn2+的4s轨道和4p轨道形成sp3杂化轨道,则[ZnCl4]2-的空间结构为正四面体形
D.在AgCl、Cu(OH)2、AgOH这三种物质中只有AgCl不能溶于浓氨水
题组二　配位化合物及其综合应用
7. (2021山东烟台高二上期末,)已知CuCl2溶液中存在:[Cu(H2O)4]2+(蓝色) +4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O。下列说法错误的是 (　　)
A.[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-中Cu2+的配位数均为4
B.加一定量水时,溶液会变成蓝色
C.加一定量氯化钠溶液,溶液一定变为黄色
D.向含有两种配离子的CuCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,会产生蓝色沉淀
8.(2020四川新津中学高二下月考,)铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途。
(一)金属铜用来制造电线电缆,超细铜粉可应用于导电材料、催化剂等领域中;CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。
(1)超细铜粉的某制备方法如下:
[Cu(NH3)4]SO4
　　水溶液NH4CuSO3
白色沉淀超细
铜粉
[Cu(NH3)4]SO4中的配位体是　　　　　　　。 
(2)氯化亚铜(CuCl)的制备过程:向CuCl2溶液中通入一定量SO2,微热,反应一段时间后即生成CuCl白色沉淀,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(二)波尔多液是一种杀菌剂,广泛应用于树木和花卉上,蓝色的胆矾是配制波尔多液的主要原料。
(1)与铜同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铜原子相同的元素有　　　　　(填元素符号)。 
(2)往浓CuSO4溶液中加入过量较浓的NH3·H2O,直到生成的沉淀恰好溶解为止,得到深蓝色溶液。小心加入约和溶液等体积的C2H5OH并使之分成两层。经过一段时间后可观察到在两层“交界处”下部析出深蓝色晶体,该晶体是　　　　　　　　(写化学式);实验中所加C2H5OH的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中呈正四面体的粒子是　　　　,杂化轨道类型是sp3的原子是　　　　。 

答案全解全析
专题4　分子空间结构与物质性质

第2课时　配合物的应用
基础过关练
1.C　由化学式知,配位体是Cl-和H2O,配位数是6,A项错误;由化学式知中心离子是Ti3+,内界是[TiCl(H2O)5]2+,B项错误;内界有1个Cl-,外界有2个Cl-,故数目比是1∶2,C项正确;H2O中价电子对数为6+1×22=4,故中心原子是sp3杂化,D项错误。
2.D　CoCl3·4NH3用H2SO4溶液处理再结晶,SO42-可以取代化合物中的Cl-,但NH3的物质的量不变,说明NH3在内界,用过量的AgNO3溶液处理该化合物,有氯总量的13以AgCl析出,说明有一个Cl-在外界,两个Cl-在内界,该配合物的中心离子是Co3+,配位体是NH3和Cl-,所以其化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl。
3.B　CO2中的C为sp杂化,CCl4中的C为sp3杂化,A项正确;CO2空间结构对称,正、负电荷重心重合,含有极性键,但是非极性分子,B项错误;根据TiCl4的熔、沸点判断其是分子晶体,C项正确;FeCl3与KSCN溶液生成的[Fe(SCN)6]3-中,Fe3+为中心离子,SCN-为配位体,D项正确。
4.A　A项,a中N原子价电子对数为4,含有1对孤电子对,b中N原子价电子对数为4,没有孤电子对,则a、b中N原子均采取sp3杂化,正确;B项,Ca2+的配位数为6,错误;C项,a不是配合物,错误;D项,钙离子与N、O之间形成配位键,其他原子之间形成共价键,不含离子键,错误。
5.C　(NH4)2[PtCl6]的配位体是Cl-,[Cd(NH3)4](OH)2的配位体是NH3,可见两种配合物均只有一种配位体,A项错误;(NH4)2[PtCl6]的中心离子Pt4+的配位数是6,而[Cd(NH3)4](OH)2的中心离子Cd2+的配位数是4,B项错误;在[Cd(NH3)4]2+中,中心离子Cd2+与4个配位体NH3的N原子形成4个配位键,则1 mol [Cd(NH3)4]2+含有4 mol配位键,C项正确;(NH4)2[PtCl6]外界没有Cl-,因此向其水溶液中加入硝酸银稀溶液,不会立即生成大量白色沉淀,D项错误。
6.D　CO能与人体血红蛋白中的Fe2+以配位键结合,CO与血红蛋白中的Fe2+结合的能力远远强于O2与血红蛋白中Fe2+结合的能力,因此CO一旦与血红蛋白中的Fe2+结合,O2就很难与血红蛋白中的Fe2+结合,机体出现缺氧现象,即引起机体中毒。
7.D　[CuCl4]2-为Cu2+与Cl-形成的配合物,铜的化合价为+2价,A项正确;1 mol [Cu(H2O)4]2+中Cu2+与H2O形成的配位键为σ键,一个水分子中含有两个O—H键,为σ键,所以1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的物质的量为12 mol,B项正确;加入的AgNO3溶液可以和Cl-反应生成AgCl沉淀,氯离子的浓度降低,使平衡逆向移动,使黄绿色的CuCl2溶液变成蓝色,C项正确;升高温度促进Cu2+的水解,溶液酸性增强,pH减小,D项错误。
8.C　由题意知,甲、乙、丙分子式相同,结构不同,属于不同的物质;甲、乙、丙中的配位数均是6,故配位体一定有水;化合物中铬元素化合价相同,均为+3价,甲的化学式应为[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O。
9.答案　(1)[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2　[Co(NH3)4Cl2]Cl
(2)它们结构不同
(3)6
解析　由题意知,四种配合物的化学式中处于外界的Cl-数目分别为3、2、1、1,则以配合物形式表示它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl、[Co(NH3)4Cl2]Cl,最后两种物质结构不同。
能力提升练
1.D　[Co(NH3)4Cl2]Cl在水溶液中能电离出氯离子,所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,A不符合题意;[Co(NH3)6]Cl3在水溶液中能电离出氯离子,所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,B不符合题意;[Cu(NH3)4]Cl2在水溶液中能电离出氯离子,所以能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,C不符合题意;[Co(NH3)3Cl3]在水溶液中不能电离出氯离子,所以不能和硝酸银反应生成氯化银沉淀,D符合题意。
2.B　加入足量的AgNO3溶液,外界Cl-与Ag+反应形成AgCl沉淀,内界Cl-与Ag+不能反应,A项错误;配合物Ni(CO)4常温下呈液态,则固态Ni(CO)4属于分子晶体,形成含有极性键的非极性分子,根据相似相溶规则可知,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,B项正确;配合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O的配位体为NH3,C项错误;配合物[Ag(NH3)2]OH的配位数为2,D项错误。
3.C　NH4+中N提供孤电子对,H+提供空轨道,形成配位键,[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道,NH3中N提供孤电子对,形成配位键,故A说法正确;H2O属于极性分子,中心原子O有2对孤电子对,O的杂化方式为sp3,空间结构为V形,故B说法正确;SO3、BF3中心原子无孤电子对,属于非极性分子,故C说法错误;0.1 mol配合物中外界只有0.1 mol Cl-,与硝酸银反应生成0.1 mol AgCl沉淀,故D说法正确。
4.B　W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍,X的次外层电子数只能为2,则四种元素都位于第二周期,Y的最外层电子数为6,则Y为O;四种元素与锂组成的盐是一种新型的锂离子电池的电解质,Z可形成4个共价键,X可形成3个共价键和1个配位键,则Z为C、X为B,W可提供孤电子对,且易得到1个电子,则W为F。同周期从左到右主族元素非金属性增强,F>O>C>B,元素非金属性强弱顺序是W>Y>Z>X,A项正确;X的价电子对数为4,采用sp3杂化,Z的价电子对数为3,采用sp2杂化,阴离子中X与Z的杂化方式不相同,B项错误;除稀有气体外,同周期元素的原子从左到右半径逐渐减小,原子半径B>C>O>F,即X>Z>Y>W,C项正确;该物质中含极性键、非极性键、配位键、离子键,D项正确。
5.B　锌原子的核外电子数为30,其位于元素周期表第4周期第ⅡB族,基态Zn原子价电子排布式为3d104s2,A项正确;锌与铜相邻,由于锌原子的所有排布电子的原子轨道均处于较稳定的全充满状态,故其第一电离能大于铜的,B项错误;由一水合甘氨酸锌的结构可知,中心原子的配位数为5,配位原子为O、N,C项正确;根据电负性的变化规律可知,电负性由小到大的顺序为Zn 6.C　存在手性异构体的分子至少含一个手性碳原子,可以有多个手性碳原子,A项错误;配合物[Cu(NH3)4]Cl2中氨气是配位体,配位体的个数是配位数,[Cu(NH3)4]Cl2的配位数为4,B项错误;能量相近的轨道之间进行杂化,已知Zn2+的4s轨道和4p轨道形成sp3杂化轨道,则形成正四面体结构,因此[ZnCl4]2-的空间结构为正四面体形,C项正确;AgCl、Cu(OH)2、AgOH这三种物质都能溶于浓氨水形成配合物,D项错误。
7.C　从[Cu(H2O)4]2+、[CuCl4]2-的组成可以看出,中心离子Cu2+分别与4个H2O、4个Cl-形成配位键,所以Cu2+的配位数均为4,A项正确;加一定量水时,溶液浓度减小,平衡逆向移动,所以溶液会变成蓝色,B项正确;氯化钠溶液中含有NaCl和水,若原溶液中加入NaCl,平衡正向移动,若加入水,平衡逆向移动,由于氯化钠溶液的浓度未知,所以无法确定平衡如何移动,也就不能确定平衡后溶液的颜色,C项错误;向含有两种配离子的CuCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,Cu2+会与OH-反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,D项正确。
8.答案　(一)(1)NH3
(2)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
(二)(1)K、Cr
(2)[Cu(NH3)4]SO4·H2O　减小“溶剂”的极性,降低溶质溶解度
(3)SO42-　N、S、O
解析　(一)(1)根据配合物的组成可以判断[Cu(NH3)4]SO4中的配位体是NH3。
(2)CuCl2溶液与SO2反应生成CuCl沉淀和硫酸,其反应的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-。
(二)(1)Cu为29号元素,原子核外有29个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以Cu原子中有1个未成对电子,第四周期中最外层电子数为1的元素还有钾和铬,钾的价电子排布式为4s1,铬的价电子排布式为3d54s1。
(2)在两层“交界处”下部析出的深蓝色晶体是[Cu(NH3)4]SO4·H2O。
实验中加C2H5OH是为了减小“溶剂”的极性,降低溶质溶解度。
(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中呈正四面体的粒子是SO42-;杂化轨道类型是sp3的原子的价电子对数是4,故有N原子、S原子和O原子。