Question

16．鹵族元素中Cl、Br、I在海洋中含量豐富，F(xiàn)在自然界中常以CaF₂的形式存在．
（1）在元素周期表中，Ca位于第四周期，第ⅡA族．是s區(qū)元素．
（2）分析化學(xué)上常用F^-作為Fe的掩蔽劑，基態(tài)Fe²⁺核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶ ．
（3）N、O、F、Ca四種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)椋篎＞O＞N＞Ca．
（4）HF、HCl、HBr、HI沸點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椋篐F＞HI＞HBr＞HCl，熱穩(wěn)定性由高到低的順序?yàn)椋篐F＞HCl＞HBr＞HI．
（5）與HF互為等電子體的一種陰離子的電子式為，1molNH₄NO₃中含有σ鍵數(shù)目為7mol（或7×6.02×10²³）．其中陰、陽離子中心原子雜化類型分別為：sp²、sp³．
（6）CaF₂晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于CaF₂的表述正確的是bde．
a．Ca²⁺與F^-間僅存在靜電吸引作用
b．F^-的離子半徑小于Cl^-，則CaF₂的熔點(diǎn)高于CaCl₂
c．陰陽離子比為2：1的物質(zhì)，均與CaF₂晶體類型相同
d．CaF₂中的化學(xué)鍵為離子鍵，因此CaF₂在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電
e．晶胞中Ca²⁺的配位數(shù)與Ca²⁺個(gè)數(shù)比為2：1．

Answer 1

分析 （1）Ca是20號(hào)元素，四個(gè)電子層，最外層2個(gè)電子，所以Ca位于第四周期，第ⅡA族，是s區(qū)元素；
（2）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去2個(gè)電子變成Fe²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Fe²⁺核外電子排布式；
（3）同一周期中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大；
（4）分子組成類似的分子化合物，相對分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，但是由于HF存在氫鍵，故沸點(diǎn)比HI要高；非金屬性越強(qiáng)對應(yīng)氫化物越穩(wěn)定，據(jù)此解答；
（5）原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微粒為等電子體；1molNH₄NO₃中含有4mol氮?dú)洇益I和3mol氧氮σ鍵，其中陽離子銨根離子是sp³雜化，陰離子硝酸根離子中的氮是 sp²雜化；
（6）a．陰陽離子間存在靜電引力和靜電斥力，則；
b．離子晶體的熔點(diǎn)與離子所帶電荷、離子半徑有關(guān)；
c．晶體的結(jié)構(gòu)與電荷比、半徑比有關(guān)；
d．離子化合物在熔融時(shí)能發(fā)生電離；
e．該晶胞中灰色球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球個(gè)數(shù)為8，根據(jù)其化學(xué)式知，灰色球表示鈣離子、黑色球表示氟離子，在同一個(gè)晶胞中每個(gè)面心上的灰色球連接4個(gè)黑色球，每個(gè)面心上灰色球連接兩個(gè)晶胞，所以每個(gè)鈣離子（灰色球）連接8個(gè)氟離子（黑色球），所以鈣離子配位數(shù)是8．

解答 解：（1）Ca是20號(hào)元素，四個(gè)電子層，最外層2個(gè)電子，所以Ca位于第四周期，第ⅡA族，是s區(qū)元素，故答案為：四；ⅡA； s；
（2）鐵是26號(hào)元素，其原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去最外層2個(gè)電子變成Fe²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知，其基態(tài)離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ；
（3）同一周期中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以N、O、F、Ca四種元素電負(fù)性從大到小的順序是F＞O＞N＞Ca，故答案為：F＞O＞N＞Ca；
（4）相對分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，但是由于HF存在氫鍵，故沸點(diǎn)比HI要高，故沸點(diǎn)順序?yàn)椋篐F＞HI＞HBr＞HCl，非金屬性：F＞Cl＞Br＞I，所以對應(yīng)氫化物穩(wěn)定性為：HF＞HCl＞HBr＞HI，故答案為：HF＞HI＞HBr＞HCl； HF＞HCl＞HBr＞HI；
（5）與HF互為等電子體的一種陰離子是氫氧根離子，氫氧根離子的電子式為：，1molNH₄NO₃中含有4mol氮?dú)洇益I和3mol氧氮σ鍵，所以含有σ鍵數(shù)目為7mol，其中陽離子銨根離子是sp³雜化，陰離子硝酸根離子中的氮是 sp²雜化，故答案為：；7mol（或7×6.02×10²³）； sp²、sp³；
（6）a．陰陽離子間存在靜電引力和靜電斥力，Ca²⁺與F^-間存在靜電吸引作用，還存在靜電斥力，故a錯(cuò)誤；
b．離子晶體的熔點(diǎn)與離子所帶電荷、離子半徑有關(guān)，離子半徑越小，離子晶體的熔點(diǎn)越高，所以CaF₂的熔點(diǎn)高于CaCl₂，故b正確；
c．晶體的結(jié)構(gòu)與電荷比、半徑比有關(guān)，陰陽離子比為2：1的物質(zhì)，與CaF₂晶體的電荷比相同，若半徑比相差較大，則晶體構(gòu)型不相同，故c錯(cuò)誤；
d．CaF₂中的化學(xué)鍵為離子鍵，離子化合物在熔融時(shí)能發(fā)生電離，存在自由移動(dòng)的離子，能導(dǎo)電，因此CaF₂在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，故b正確；
e．該晶胞中灰色球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球個(gè)數(shù)為8，根據(jù)其化學(xué)式知，灰色球表示鈣離子、黑色球表示氟離子，在同一個(gè)晶胞中每個(gè)面心上的灰色球連接4個(gè)黑色球，每個(gè)面心上灰色球連接兩個(gè)晶胞，所以每個(gè)鈣離子（灰色球）連接8個(gè)氟離子（黑色球），所以鈣離子配位數(shù)是8，所以晶胞中Ca²⁺的配位數(shù)與Ca²⁺個(gè)數(shù)比為2：1，故答案為：bde．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，題目涉及晶體熔沸點(diǎn)的比較、化學(xué)鍵、雜化理論的應(yīng)用等，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．