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（10分）在本世紀(jì)20年代末，L.Pauling在大量含氧酸鹽結(jié)構(gòu)資料的基礎(chǔ)上系統(tǒng)總結(jié)了關(guān)于離子化合物的五個(gè)規(guī)則。這些結(jié)構(gòu)規(guī)則對(duì)諸如硅酸鹽結(jié)構(gòu)化學(xué)規(guī)律的總結(jié)和研究起了重大的推動(dòng)作用。電價(jià)規(guī)則是鮑林五個(gè)規(guī)則的核心。它可表述為：在一個(gè)穩(wěn)定的離子化合物結(jié)構(gòu)中，每一負(fù)離子的電價(jià)等于或近似等于從鄰近的正離子至該負(fù)離子的各靜電鍵強(qiáng)度的總和，即ζ＝＝式中：ζ為負(fù)離子的電荷；S_i是i種正離子至每一配位負(fù)離子的靜電鍵強(qiáng)度；S_i定義為ω_i/ν_i；ω_i是正離子的電荷數(shù)；ν_i為其配位數(shù)。這一規(guī)則的物理基礎(chǔ)在于：如在結(jié)構(gòu)中正電位較高的位置安放電價(jià)較高的負(fù)離子時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)趨于穩(wěn)定，而某一正離子至該負(fù)離子的靜電鍵的強(qiáng)度ω/ν正是有關(guān)正離子在該處所引起正電位的量度。

1．化學(xué)式為Be₃Al₂[Si₆O₁₈]的綠柱石是含鈹?shù)牡V物。結(jié)構(gòu)中所有的Si^4＋均處于氧離子所組成的四面體空隙之中，鍵強(qiáng)S_si－O＝        ，根據(jù)電價(jià)規(guī)則，     個(gè)Si－O鍵的鍵強(qiáng)和恰等于氧離子的電價(jià)數(shù)，決定了O^2－可為      個(gè)硅氧四面體所公用。已知綠柱石中硅氧骨干外的Be^2＋分別處于O^2－（硅氧骨干中的非公用氧離子）所組成的四面體的空隙中。硅氧骨干中每一個(gè)非公用的O^2－各與一個(gè)Si^4＋、Be^2＋、Al^3＋相連，根據(jù)電價(jià)規(guī)則諸靜電鍵強(qiáng)之和恰等于O^2－之電價(jià)。則Al^3＋處于O^2－（硅氧骨干中的非公用氧離子）所組成的_______體的空隙中。

2．以4價(jià)釩化合物VOSO₄與鹽酸羥胺為原料，在水溶液中以KOH調(diào)節(jié)pH≈4的條件下制得一種七配位的釩化合物[VO?(NH₂O)₂?(NH₃O)?H₂O]Cl。由晶體結(jié)構(gòu)分析所得的鍵長(zhǎng)算得諸鍵的鍵價(jià)如下：

產(chǎn)物中的釩為       價(jià)

3．腺苷三磷酸（ATP）因其分子含有“高能鍵”（實(shí)為亞穩(wěn)鍵）而在生物化學(xué)代謝過(guò)程中起著特別重要的作用。它可以通過(guò)水解反應(yīng)使“高能”（即亞穩(wěn)）磷酸鍵解離而起到能量傳遞的作用。已知正磷酸根PO₄^3－中的P－O鏈長(zhǎng)0.15nm，而ATP中的上述P－O鍵，已延伸至0.16nm，有力地佐證了此P－O亞穩(wěn)鍵的起因。能否通過(guò)電價(jià)規(guī)則計(jì)算來(lái)證明。

下列兩題分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修課程模塊的內(nèi)容，請(qǐng)你選擇其中一題作答，如果兩題全做，則按A題評(píng)分。

A．（12分）【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

1915年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他們用X射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)。

⑴科學(xué)家通過(guò)X射線探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶體結(jié)構(gòu)相似，其中三種晶體晶格能數(shù)據(jù)如下表：

4種晶體NaCl、KCl、MgO、CaO熔點(diǎn)由高到低的順序是  ▲  。

⑵科學(xué)家通過(guò)X射線推測(cè)膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡(jiǎn)單表示如下，其中配位鍵和氫鍵均采用虛線表示。

①寫(xiě)出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式  ▲  ；金屬銅采用下列  ▲  （填字母代號(hào)）堆積方式。

                A              B             C              D

②寫(xiě)出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（必須將配位鍵表示出來(lái)）  ▲  。

③水分子間存在氫鍵，請(qǐng)你列舉兩點(diǎn)事實(shí)說(shuō)明氫鍵對(duì)水的性質(zhì)的影響  ▲  。

④SO₄^2－的空間構(gòu)型是  ▲  。

B．（12分）【實(shí)驗(yàn)化學(xué)】

硫酸亞鐵銨的化學(xué)式為(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫爾鹽，是分析化學(xué)中常見(jiàn)的還原劑。某化學(xué)研究小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來(lái)制備莫爾鹽并測(cè)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(guò)濾、洗滌、干燥、稱量，質(zhì)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(yīng)后過(guò)濾并用少量熱水洗滌錐形瓶和濾紙。濾液及洗滌液完全轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。濾渣干燥后稱重，質(zhì)量記為m₂。

步驟三：硫酸亞鐵銨的制備。準(zhǔn)確稱取所需質(zhì)量的(NH₄)₂SO₄加入“步驟二”中的蒸發(fā)皿中，緩緩加熱一段時(shí)間后停止，冷卻，待硫酸亞鐵銨結(jié)晶后過(guò)濾。晶體用無(wú)水乙醇洗滌并自然干燥，稱量所得晶體質(zhì)量。

步驟四：用比色法測(cè)定硫酸亞鐵銨的純度。

回答下列問(wèn)題：

⑴步驟三中稱取的(NH₄)₂SO₄質(zhì)量為  ▲  。

⑵①鐵屑用Na₂CO₃溶液處理的目的是  ▲  。制備FeSO₄溶液時(shí)，用右圖裝置趁熱過(guò)濾，原因是  ▲  。

②將(NH₄)₂SO₄與FeSO₄混合后加熱、濃縮，停止加熱的時(shí)機(jī)是  ▲  。

③比色法測(cè)定硫酸亞鐵銨純度的實(shí)驗(yàn)步驟為：Fe^3＋標(biāo)準(zhǔn)色階的配制、待測(cè)硫酸亞鐵銨溶液的配制、比色測(cè)定。標(biāo)準(zhǔn)色階和待測(cè)液配制時(shí)除均需加入少量稀HCl溶液外，還應(yīng)注意的問(wèn)題是  ▲  。

④該實(shí)驗(yàn)最終通過(guò)  ▲  確定硫酸亞鐵銨產(chǎn)品等級(jí)。