Question

[化学一选修3:物质结构与性质](15分）
一水硫酸四氨合铜（II)(化学式为是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以孔雀石（主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃,含少量Fe₂O₃和SO₂杂质）为原料制备该物质的流程如下：

请回答：
(1) 沉淀A的晶体中最小环上的原子个数为______，气体C分子中键和键的个数比为______
(2) 溶液D的溶质阴离子的空间构型为______，其中心原子的杂化轨道类型为______
(3) MgO的熔点高于CuO的原因为____________
(4) 画出一水硫酸四氨合铜（II)中配离子的配位键____________。
(5)湿法炼铜就是利用溶液D制得铜单质，铜单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

①铜单质晶体中原子的堆积方式为____________，晶胞中Cu原子的配位数为______
②若Cu原子半径为acm，则Cu单质晶体的密度为______g/cm³(只列出计算式，阿伏加德罗常数的值为N_A)。

Answer 1

（1）12 （2分）    1：1 （2分）  （2）正四面体（1分）       sp3 （1分）   
(3)MgO的晶格能大（2分，其他合理答案也可给分）（4）      （2分）
（5）①面心立方最密堆积（1分）②12 （1分）③（3分，其他合理答案也给分）

（1）孔雀石中的二氧化硅和硫酸不反应，所以沉淀A是二氧化硅。二氧化硅是原子晶体，晶体中最小环上的原子个数为12个。C是CO₂气体，分子中含有碳氧双键。由于双键是由1个键和1和键构成的，是由二者的个数之比是1︰1的。
（2）溶液中D是硫酸铜，阴离子是SO₄^2－，中心已知硫原子含有的孤对电子是（6＋2－2×4）÷2＝0，即没有孤对电子，所以是正四面体结构，采用sp3杂化。
（3）氧化镁和氧化铜形成的晶体都是离子晶体，镁离子半径小于铜离子的，所以氧化镁中MgO的晶格能大，熔点高。
（4）一水硫酸四氨合铜中配体是氨气，提高孤对电子，铜提供空轨道，所以结构式是（见答案）。
（5）①铜是面心立方最密堆积。根据甲图可知，和铜原子距离最近的原子共有3×8÷2＝12个，所以配位数是12。
②根据乙图可知，一个晶胞中铜原子的数目为8×1/8＋6×1/2＝4。根据丙图可知，晶胞的边长是，所以有，解得ρ＝。