Question

下列兩題分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修課程模塊的內容，請你選擇其中一題作答，如果兩題全做，則按A題評分。

A．（12分）【物質結構與性質】
1915年諾貝爾物理學獎授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他們用X射線對晶體結構的分析所作的貢獻。
⑴科學家通過X射線探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結構相似，其中三種晶體晶格能數據如下表：

晶體	NaCl	KCl	CaO
晶格能／(kJ·mol－1)	786	715	3 401

4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點由高到低的順序是  ▲ 。
⑵科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結構示意圖可簡單表示如下，其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。

①寫出基態Cu原子的核外電子排布式  ▲ ；金屬銅采用下列  ▲ （填字母代號）堆積方式。
 
A              B             C              D
②寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式（必須將配位鍵表示出來）  ▲ 。
③水分子間存在氫鍵，請你列舉兩點事實說明氫鍵對水的性質的影響  ▲ 。
④SO₄^2－的空間構型是  ▲ 。
B．（12分）【實驗化學】
硫酸亞鐵銨的化學式為(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫爾鹽，是分析化學中常見的還原劑。某化學研究小組設計如下實驗來制備莫爾鹽并測定硫酸亞鐵銨的純度。
步驟一：鐵屑的處理與稱量。在盛有適量鐵屑的錐形瓶中加入Na₂CO₃溶液，加熱，過濾、洗滌、干燥、稱量，質量記為m₁。
步驟二：FeSO₄的制備。將上述鐵屑加入到一定量的稀H₂SO₄中，充分反應后過濾并用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。濾液及洗滌液完全轉移至蒸發皿中。濾渣干燥后稱重，質量記為m₂。
步驟三：硫酸亞鐵銨的制備。準確稱取所需質量的(NH₄)₂SO₄加入“步驟二”中的蒸發皿中，緩緩加熱一段時間后停止，冷卻，待硫酸亞鐵銨結晶后過濾。晶體用無水乙醇洗滌并自然干燥，稱量所得晶體質量。
步驟四：用比色法測定硫酸亞鐵銨的純度。
回答下列問題：
⑴步驟三中稱取的(NH₄)₂SO₄質量為  ▲ 。
⑵①鐵屑用Na₂CO₃溶液處理的目的是  ▲ 。制備FeSO₄溶液時，用右圖裝置趁熱過濾，原因是  ▲ 。
②將(NH₄)₂SO₄與FeSO₄混合后加熱、濃縮，停止加熱的時機是  ▲ 。
③比色法測定硫酸亞鐵銨純度的實驗步驟為：Fe^3＋標準色階的配制、待測硫酸亞鐵銨溶液的配制、比色測定。標準色階和待測液配制時除均需加入少量稀HCl溶液外，還應注意的問題是  ▲ 。
④該實驗最終通過  ▲ 確定硫酸亞鐵銨產品等級。

Answer 1

A．⑴MgO＞CaO＞NaCl＞KCl   
⑵①1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar] 3d¹⁰4s¹        C
② 
③水的熔、沸點較高，結冰時密度減小　　
④正四面體

A．本題涉及新增知識點“晶格能、核外電子排布、配位鍵、空間構型”。（1）中晶格能大小決定于微粒半徑與電荷，而晶格能大小又直接影響熔點，Mg²⁺半徑小于Ca²⁺，MgO晶格能大，故熔點高。
（2）金屬銅的堆積方式為C，需要記憶；Cu²⁺配位數為4，所以為             ；氫鍵影響分子晶體的物理
性質比如熔沸點、密度等；SO₄^2－中心原子S的雜化方式為SP³，有兩個配位鍵，故為正四面體，類似可以思考PO₄^3—、CO₃^2—的結構，也可以從價電子對互斥考慮。