Question

【題目】我國秦俑彩繪和漢代器物上用的顏料被稱為“中國藍”、“中國紫”，直到近年來人們才研究出來其成分為BaCuSi4O10，BaCuSi2O6。

(1)“中國藍”、“中國紫”中均具有Cun＋離子，n＝___，基態(tài)時該陽離子的價電子排布式為______。

(2)“中國藍”的發(fā)色中心是以Cun+為中心離子的配位化合物，其中提供孤對電子的是___元素。

(3)合成“中國藍”、“中國紫”的原料有BaCO3，孔雀石Cu2(OH)2CO3和砂子(SiO2)。SiO2晶體中Si原子的雜化軌道是由______軌道（填軌道的名稱和數(shù)目）和________軌道雜化而成的。

(4)現(xiàn)代文物分析發(fā)現(xiàn)，“中國藍”中含有微量硫元素。假若硫元素來源一種陰離子是正四面體的天然鋇礦中，則最可能的鋇礦化學(xué)式是______。

(5)在5500年前，古代埃及人就己經(jīng)知道如何合成藍色顏料—“埃及藍”CaCuSi4O10，其合成原料中用CaCO3代替了BaCO3，其它和“中國藍”一致。CO32一中鍵角∠OCO為___。根據(jù)所學(xué)，從原料分解的角度判斷“埃及藍”的合成溫度比“中國藍”更___（填“高”或“低”）。

(6)自然界中的SiO2，硬度較大，主要原因是___。下圖為SiO2晶胞中Si原子沿z軸方向在xy平面的投影圖（即俯視投影圖），其中O原子略去，Si原子旁標注的數(shù)字表示每個Si原子位于z軸的高度，則SiA與SiB的距離是_____。

Answer 1

【答案】2 O或氧 1個3s 3個3p 低 是一種空間網(wǎng)狀的共價晶體，共價鍵結(jié)合較為牢固

【解析】

⑴根據(jù)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為零來計算n值，Cu2+ 的價電子排布式根據(jù)銅原子的價電子排布式3d104s1 得出。

⑵“中國藍”中、Si都不存在孤對電子，而O原子中存在孤對電子。

⑶SiO2是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一個Si原子周圍連有4個O原子。Si原子核外最外層有4個電子，恰好與氧原子形成4個σ鍵，無孤對電子。而雜化軌道用于形成σ鍵和容納孤對電子。所以SiO2中Si的雜化類型是sp3，也就是1個3s軌道和3個3p軌道形成。

⑷含有硫元素的陰離子是正四面體，最可能是硫酸根。

⑸碳酸根中C提供4個電子，O不提供電子，加兩個負電荷，6個電子形成3對電子，屬于sp2雜化，平面正三角形，鍵角為，對于堿土金屬，同主族從上到下離子半徑遞增，碳酸鹽的熱穩(wěn)定性遞增，比穩(wěn)定。

⑹是一種空間網(wǎng)狀的原子晶體，共價鍵結(jié)合較為牢固，SiA與SiB 在y軸方向上距離為，在z軸方向上距離為，所以SiA與SiB之間的距離。

⑴根據(jù)化合物中所有元素化合價代數(shù)和為0可計算出Cu的化合價為+2，故Cun＋離子中n＝2，Cu的價電子排布式3d104s1，當(dāng)失去2個電子時價電子排布式變?yōu)?/span>，故答案為2，；

⑵“中國藍”中，Si都不存在孤對電子，而O原子中存在孤對電子，所以只能氧原子來提供孤對電子，故答案為：O；

⑶SiO2中Si的雜化類型是sp3，也就是1個3s軌道和3個3p軌道形成，故答案為：1個3s，3個3p；

⑷含有硫元素的陰離子是正四面體，最可能是硫酸根，所以鋇礦化學(xué)式是，故答案為：；

⑸碳酸根中C屬于sp2雜化，平面正三角形，鍵角為，對于堿土金屬碳酸鹽的熱穩(wěn)定性比穩(wěn)定，從原料分解的角度判斷“埃及藍”的合成溫度比“中國藍”更低，故答案為：，低；

⑹是一種空間網(wǎng)狀的原子晶體，共價鍵結(jié)合較為牢固，SiA與SiB 在y軸方向上距離為，在z軸方向上距離為，所以SiA與SiB之間的距離，故答案為：是一種空間網(wǎng)狀的原子晶體，共價鍵結(jié)合較為牢固，；