Question

A．下圖所示為血紅蛋白和肌紅蛋白的活性部分--血紅素的結(jié)構(gòu)式．

回答下列問題：
（1）血紅素中含有C、H、O、N、Fe五種元素，C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序是

 

，寫出基態(tài)Fe原子的核外電子排布式

 

．
（2）血紅素中N原子的雜化方式為

 

，在下圖的方框內(nèi)用“→”標(biāo)出Fe²⁺的配位鍵．
（3）鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數(shù)為

 

，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為

 

．

B．我國規(guī)定飲用水的硬度不能超過25度．硬度的表示方法是：將水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看作Ca²⁺，并將其折算成CaO的質(zhì)量．通常把1升水中含有10mg CaO稱為1度．某化學(xué)實驗小組對本地區(qū)地下水的硬度進(jìn)行檢測，實驗過程如下：
實驗中涉及的部分反應(yīng)：
M²⁺（金屬離子）+EBT（鉻黑T）=M EBT
藍(lán)色          酒紅色
M²⁺（金屬離子）+Y^4-（EDTA）=MY^2-
MEBT+Y^4-（EDTA）=MY^2-+EBT（鉻黑T）
（1）取地下水樣品25.0毫升進(jìn)行預(yù)處理．已知水中由Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-所引起的硬度稱為暫時硬度，可通過加熱減小硬度，寫出加熱時所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)（任寫一個）

 

．預(yù)處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸，煮沸幾分鐘，煮沸的目的是

 

．
（2）將處理后的水樣轉(zhuǎn)移到250mL的錐形瓶中，加入氨水-氯化銨緩沖溶液調(diào)節(jié)pH為10，滴加幾滴鉻黑T溶液，用0.0100mol?L^-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定時眼睛應(yīng)

 

，滴定終點時的實驗現(xiàn)象是

 

．
（3）滴定終點時共消耗EDTA溶液15.0mL，則該地下水的硬度=

 

．
（4）若實驗時裝有EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管只用蒸餾水潤洗而未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，則測定結(jié)果將

 

（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

考點：晶胞的計算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,中和滴定

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A．（1）根據(jù)第一電離能遞變規(guī)律得到答案；根據(jù)Fe原子序數(shù)寫出核外電子排布式；
（2）根據(jù)N原子形成的共價鍵類型判斷雜化類型；能夠提供孤對電子的原子指向提供空軌道的原子；
（3）根據(jù)Fe原子所在位置用均攤法計算；根據(jù)堆積類型判斷配位數(shù)；
B、（1）根據(jù)水中存在的離子來判斷；煮沸是為了降低水中氣體的溶解度；
（2）滴定終點通過顏色的變化來判斷；防止滴定過量和滴定不足；
（3）根據(jù)題目信息先計算出CaO的物質(zhì)的量，再求出CaO的物質(zhì)的質(zhì)量，然后求出水的硬度；
（4）未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液濃度降低，由此判斷誤差．

解答： 解：A．（1）同周期第一電離能呈增大趨勢，由于第ⅤA族p軌道半充滿，較為穩(wěn)定，第一電離能大于第ⅥA族，故第一電離能C＜O＜N；Fe原子序數(shù)為26，根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則寫出核外電子排布式，內(nèi)層電子排列與Ar完全相同，電子排布式為[Ar]3d⁶4S²，
故答案為：C＜O＜N、[Ar]3d⁶4s²；
（2）形成雙鍵的N原子空間構(gòu)型為平面，所以以sp²雜化，形成單鍵的N原子，與NH₃雜化相同，可知，以sp³雜化；N原子最外層有5個電子，只需要形成3條鍵即可達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但是圖中形成雙鍵的N原子形成了四條鍵，顯然有一條為配位鍵，可表示為，故答案為：sp²、sp³、
（3）γ-Fe原子中8個位于頂點，6個位于面心，利用均攤法計算：8×

1

8

+6×

1

2

=4；δ-Fe為體心立方，配位數(shù)為8，α-Fe為簡單立方，配位數(shù)為6，其配位數(shù)之比為8：6=4：3，故答案為：4、4：3；
B．（1）溶液存在HCO₃^-與Ca²⁺、Mg²⁺組成化合物加熱容易分解，生成碳酸鹽，二氧化碳和水，可寫出化學(xué)方程式；加入濃鹽酸可以是溶液中的HCO₃^-生成CO₂，為了防止溶解的CO₂的干擾應(yīng)除去，所以要煮沸，方程式為Ca（HCO₃）₂

加熱  .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O或Mg（HCO₃）₂

加熱  .

MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Ca（HCO₃）₂

加熱  .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O或Mg（HCO₃）₂

加熱  .

MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O；除去溶解的CO₂．
（2）滴定終點是通過指示劑顏色變化來確定的，為了準(zhǔn)確判斷滴定終點，眼睛必須注視溶液顏色變化；接近滴定終點時，溶液會有顏色變化，充分震蕩后顏色又恢復(fù)原樣，所以在判斷終點時必須在一定時間內(nèi)顏色不恢復(fù)原色，
故答案為：注視錐形瓶中溶液顏色的變化、溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色且半分鐘不褪色；
（3）25.0毫升水中含Ca²⁺和Mg²⁺的總物質(zhì)的量等于EDTA的物質(zhì)的量=0.0100mol/L×0.015L=1.5×10^-4mol，折合成CaO的質(zhì)量為1.50×10^-4mol×56g/mol=8.40×10^-3g，所以水的硬度為

8.40×10-3g

10mg

×

1L

25mL

=33.6度，
故答案為：33.6度；
（4）未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，則加入標(biāo)準(zhǔn)液后濃度偏低，則滴定需要的標(biāo)準(zhǔn)液體積增大，計算時誤差偏大，故答案為：偏大．

點評：本題主要考查本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及元素周期表、元素周期律、雜化理論、化學(xué)鍵、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞計算，硬水、新信息處理能力，解題的關(guān)鍵是掌握對新信息處理能力．