Question

【题目】（12分）人体必需的元素包括常量元素与微量元素，常量元素包括碳、氢、氧、氮、钙、镁等，微量元素包括铁、铜、锌、氟、碘等，这些元素形成的化合物种类繁多，应用广泛。

（1）锌、铜、铁、钙四种元素与少儿生长发育息息相关，请写出Fe2+的核外电子排布式__________。

（2）1个Cu2+与2个H2N—CH2—COO形成含两个五元环结构的内配盐（化合物），其结构简式为_______________（用→标出配位键），在H2N—CH2—COO中，属于第二周期的元素的第一电离能由大到小的顺序是__________（用元素符号表示），N、C原子存在的相同杂化方式是_________杂化。

（3）碳酸盐中的阳离子不同，热分解温度就不同，查阅文献资料可知，离子半径r(Mg2+)=66 pm，r(Ca2+)=99 pm，r(Sr2+)=112 pm，r(Ba2+)=135 pm；碳酸盐分解温度T(MgCO3)=402℃，T(CaCO3)=825℃，T(SrCO3)=1172℃，T(BaCO3)=1360℃。分析数据得出的规律是_____________，解释出现此规律的原因是____________________________________。

（4）自然界的氟化钙矿物为萤石或氟石，CaF2的晶体结构呈立方体形，其结构如下：

①两个最近的F之间的距离是___________pm（用含m的代数式表示）。

②CaF2晶胞体积与8个F形成的立方体的体积比为___________。

③CaF2晶胞的密度是___________g·cm3（化简至带根号的最简式，NA表示阿伏加德罗常数的值）。

Answer 1

【答案】[Ar]3d6（或1s22s22p63s23p63d6 N>O>C sp3 随着这类金属阳离子半径的增大，碳酸盐的热分解温度逐渐升高 金属离子半径越小，其与碳酸根离子中氧的作用力越强，与碳的作用力则减弱，对应的碳酸盐就越容易分解（或其他合理答案） 8∶1

【解析】

（1）Fe的核电荷数为26，核外电子排布式[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2，Fe2+的核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。

（2）1个Cu2+与2个H2N—CH2—COO形成的盐，因为含两个五元环结构，所以结构为；在H2N—CH2—COO中，属于第二周期元素的是C、N、O，第一电离能由大到小的顺序是N>O>C，在H2N—CH2—COO中，N的杂化方式为sp3、C的杂化方式为sp3和sp2，相同的是sp3杂化。

（3）随着金属离子半径的增大，碳酸盐的热分解温度逐步升高；一般认为，含氧酸盐热分解的本质是金属离子争夺含氧酸根中的氧元素，金属离子的半径越小，夺取含氧酸根中的氧的能力越强，含氧酸盐的热分解温度越低，越易分解。

（4）①根据侧面图可看出，2m pm为面对角线的长度，边长为pm，两个最近的F之间的距离为立方体边长的一半，所以两个最近的F之间的距离为 pm。

②观察晶胞，可看出8个F形成的小立方体的边长为CaF2晶胞边长的，所以CaF2晶胞体积与8个F形成的立方体的体积比为(2∶1)3=8∶1。

③根据图示可知CaF2晶胞中含4个Ca2+和8个F，它的边长为pm=×1010 cm，利用ρVNA =4M得出ρ= g·cm3= g·cm3。