Question

【題目】（12分）人體必需的元素包括常量元素與微量元素，常量元素包括碳、氫、氧、氮、鈣、鎂等，微量元素包括鐵、銅、鋅、氟、碘等，這些元素形成的化合物種類(lèi)繁多，應(yīng)用廣泛。

（1）鋅、銅、鐵、鈣四種元素與少兒生長(zhǎng)發(fā)育息息相關(guān)，請(qǐng)寫(xiě)出Fe2+的核外電子排布式__________。

（2）1個(gè)Cu2+與2個(gè)H2N—CH2—COO形成含兩個(gè)五元環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)配鹽（化合物），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______________（用→標(biāo)出配位鍵），在H2N—CH2—COO中，屬于第二周期的元素的第一電離能由大到小的順序是__________（用元素符號(hào)表示），N、C原子存在的相同雜化方式是_________雜化。

（3）碳酸鹽中的陽(yáng)離子不同，熱分解溫度就不同，查閱文獻(xiàn)資料可知，離子半徑r(Mg2+)=66 pm，r(Ca2+)=99 pm，r(Sr2+)=112 pm，r(Ba2+)=135 pm；碳酸鹽分解溫度T(MgCO3)=402℃，T(CaCO3)=825℃，T(SrCO3)=1172℃，T(BaCO3)=1360℃。分析數(shù)據(jù)得出的規(guī)律是_____________，解釋出現(xiàn)此規(guī)律的原因是____________________________________。

（4）自然界的氟化鈣礦物為螢石或氟石，CaF2的晶體結(jié)構(gòu)呈立方體形，其結(jié)構(gòu)如下：

①兩個(gè)最近的F之間的距離是___________pm（用含m的代數(shù)式表示）。

②CaF2晶胞體積與8個(gè)F形成的立方體的體積比為___________。

③CaF2晶胞的密度是___________g·cm3（化簡(jiǎn)至帶根號(hào)的最簡(jiǎn)式，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值）。

Answer 1

【答案】[Ar]3d6（或1s22s22p63s23p63d6 N>O>C sp3 隨著這類(lèi)金屬陽(yáng)離子半徑的增大，碳酸鹽的熱分解溫度逐漸升高 金屬離子半徑越小，其與碳酸根離子中氧的作用力越強(qiáng)，與碳的作用力則減弱，對(duì)應(yīng)的碳酸鹽就越容易分解（或其他合理答案） 8∶1

【解析】

（1）Fe的核電荷數(shù)為26，核外電子排布式[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2，Fe2+的核外電子排布式為[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。

（2）1個(gè)Cu2+與2個(gè)H2N—CH2—COO形成的鹽，因?yàn)楹瑑蓚�(gè)五元環(huán)結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)為；在H2N—CH2—COO中，屬于第二周期元素的是C、N、O，第一電離能由大到小的順序是N>O>C，在H2N—CH2—COO中，N的雜化方式為sp3、C的雜化方式為sp3和sp2，相同的是sp3雜化。

（3）隨著金屬離子半徑的增大，碳酸鹽的熱分解溫度逐步升高；一般認(rèn)為，含氧酸鹽熱分解的本質(zhì)是金屬離子爭(zhēng)奪含氧酸根中的氧元素，金屬離子的半徑越小，奪取含氧酸根中的氧的能力越強(qiáng)，含氧酸鹽的熱分解溫度越低，越易分解。

（4）①根據(jù)側(cè)面圖可看出，2m pm為面對(duì)角線的長(zhǎng)度，邊長(zhǎng)為pm，兩個(gè)最近的F之間的距離為立方體邊長(zhǎng)的一半，所以?xún)蓚�(gè)最近的F之間的距離為 pm。

②觀察晶胞，可看出8個(gè)F形成的小立方體的邊長(zhǎng)為CaF2晶胞邊長(zhǎng)的，所以CaF2晶胞體積與8個(gè)F形成的立方體的體積比為(2∶1)3=8∶1。

③根據(jù)圖示可知CaF2晶胞中含4個(gè)Ca2+和8個(gè)F，它的邊長(zhǎng)為pm=×1010 cm，利用ρVNA =4M得出ρ= g·cm3= g·cm3。