Question

我国秦俑彩绘和汉代器物上用的颜料被称为“中国蓝”、“中国紫”，直到近年来人们才研究出来其成分为BaCuSi₄O₁₀，BaCuSi₂O₆。

(1)“中国蓝”、“中国紫”中均具有Cu^n＋离子，n＝___，基态时该阳离子的价电子排布式为______。

(2)“中国蓝”的发色中心是以Cuⁿ⁺为中心离子的配位化合物，其中提供孤对电子的是___元素。

(3)合成“中国蓝”、“中国紫”的原料有BaCO₃，孔雀石Cu₂(OH)₂CO₃和砂子(SiO₂)。SiO₂晶体中Si原子的杂化轨道是由______轨道（填轨道的名称和数目）和________轨道杂化而成的。

(4)现代文物分析发现，“中国蓝”中含有微量硫元素。假若硫元素来源一种阴离子是正四面体的天然钡矿中，则最可能的钡矿化学式是______。

(5)在5500年前，古代埃及人就己经知道如何合成蓝色颜料—“埃及蓝”CaCuSi₄O₁₀，其合成原料中用CaCO₃代替了BaCO₃，其它和“中国蓝”一致。CO₃^2一中键角∠OCO为___。根据所学，从原料分解的角度判断“埃及蓝”的合成温度比“中国蓝”更___（填“高”或“低”）。

(6)自然界中的SiO₂，硬度较大，主要原因是___。下图为SiO₂晶胞中Si原子沿z轴方向在xy平面的投影图（即俯视投影图），其中O原子略去，Si原子旁标注的数字表示每个Si原子位于z轴的高度，则Si_A与Si_B的距离是_____。

Answer

2 O或氧 1个3s 3个3p 低 是一种空间网状的共价晶体，共价键结合较为牢固

【解析】

⑴根据化合物中各元素的化合价代数和为零来计算n值，Cu2+ 的价电子排布式根据铜原子的价电子排布式3d104s1 得出。

⑵“中国蓝”中、Si都不存在孤对电子，而O原子中存在孤对电子。

⑶SiO2是空间网状结构，一个Si原子周围连有4个O原子。Si原子核外最外层有4个电子，恰好与氧原子形成4个σ键，无孤对电子。而杂化轨道用于形成σ键和容纳孤对电子。所以SiO2中Si的杂化类型是sp3，也就是1个3s轨道和3个3p轨道形成。

⑷含有硫元素的阴离子是正四面体，最可能是硫酸根。

⑸碳酸根中C提供4个电子，O不提供电子，加两个负电荷，6个电子形成3对电子，属于sp2杂化，平面正三角形，键角为，对于碱土金属，同主族从上到下离子半径递增，碳酸盐的热稳定性递增，比稳定。

⑹是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB 在y轴方向上距离为，在z轴方向上距离为，所以SiA与SiB之间的距离。

⑴根据化合物中所有元素化合价代数和为0可计算出Cu的化合价为+2，故Cun＋离子中n＝2，Cu的价电子排布式3d104s1，当失去2个电子时价电子排布式变为，故答案为2，；

⑵“中国蓝”中，Si都不存在孤对电子，而O原子中存在孤对电子，所以只能氧原子来提供孤对电子，故答案为：O；

⑶SiO2中Si的杂化类型是sp3，也就是1个3s轨道和3个3p轨道形成，故答案为：1个3s，3个3p；

⑷含有硫元素的阴离子是正四面体，最可能是硫酸根，所以钡矿化学式是，故答案为：；

⑸碳酸根中C属于sp2杂化，平面正三角形，键角为，对于碱土金属碳酸盐的热稳定性比稳定，从原料分解的角度判断“埃及蓝”的合成温度比“中国蓝”更低，故答案为：，低；

⑹是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，SiA与SiB 在y轴方向上距离为，在z轴方向上距离为，所以SiA与SiB之间的距离，故答案为：是一种空间网状的原子晶体，共价键结合较为牢固，；