Question

[化學一選修3:物質結構與性質](15分）
一水硫酸四氨合銅（II)(化學式為是一種重要的染料及農藥中間體。某學習小組以孔雀石（主要成分為Cu₂(OH)₂CO₃,含少量Fe₂O₃和SO₂雜質）為原料制備該物質的流程如下：

請回答：
(1) 沉淀A的晶體中最小環上的原子個數為______，氣體C分子中鍵和鍵的個數比為______
(2) 溶液D的溶質陰離子的空間構型為______，其中心原子的雜化軌道類型為______
(3) MgO的熔點高于CuO的原因為____________
(4) 畫出一水硫酸四氨合銅（II)中配離子的配位鍵____________。
(5)濕法煉銅就是利用溶液D制得銅單質，銅單質晶體中原子的堆積方式如圖甲所示，其晶胞如圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖丙所示。

①銅單質晶體中原子的堆積方式為____________，晶胞中Cu原子的配位數為______
②若Cu原子半徑為acm，則Cu單質晶體的密度為______g/cm³(只列出計算式，阿伏加德羅常數的值為N_A)。

Answer 1

（1）12 （2分）    1：1 （2分）  （2）正四面體（1分）       sp3 （1分）   
(3)MgO的晶格能大（2分，其他合理答案也可給分）（4）      （2分）
（5）①面心立方最密堆積（1分）②12 （1分）③（3分，其他合理答案也給分）

（1）孔雀石中的二氧化硅和硫酸不反應，所以沉淀A是二氧化硅。二氧化硅是原子晶體，晶體中最小環上的原子個數為12個。C是CO₂氣體，分子中含有碳氧雙鍵。由于雙鍵是由1個鍵和1和鍵構成的，是由二者的個數之比是1︰1的。
（2）溶液中D是硫酸銅，陰離子是SO₄^2－，中心已知硫原子含有的孤對電子是（6＋2－2×4）÷2＝0，即沒有孤對電子，所以是正四面體結構，采用sp3雜化。
（3）氧化鎂和氧化銅形成的晶體都是離子晶體，鎂離子半徑小于銅離子的，所以氧化鎂中MgO的晶格能大，熔點高。
（4）一水硫酸四氨合銅中配體是氨氣，提高孤對電子，銅提供空軌道，所以結構式是（見答案）。
（5）①銅是面心立方最密堆積。根據甲圖可知，和銅原子距離最近的原子共有3×8÷2＝12個，所以配位數是12。
②根據乙圖可知，一個晶胞中銅原子的數目為8×1/8＋6×1/2＝4。根據丙圖可知，晶胞的邊長是，所以有，解得ρ＝。