题目内容
【题目】磷矿石[主要成分为Ca5F(PO4)3,含少量的MgCO3、Al2O3等]可用于制备H3PO4。请回答下列问题:
(1)基态Ca原子的电子排布式为 ,最外层电子所占用能级的电子云形状为 。
(2)
中P原子的杂化类型为 ,空间构型为 。
(3)C、O、F三者的电负性由大到小的顺序为 。
(4)CaO的熔点比MgO (填“高”或“低”),原因是 。
(5)HPO3的酸性比H3PO4强,原因是 。
(6)CaF2的晶胞如图所示,该晶胞中,Ca2+的配位数是 ,若该晶体的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞边长为 pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
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【答案】(1)1s22s22p63s23p64s2 (或[Ar]4s2) 球形
(2)sp3 正四面体
(3)F>O>C
(4)低 CaO中Ca2+半径比Mg2+大,则晶格能CaO小,故熔点低
(5)HPO3的非羟基氧为2个,H3PO4的非羟基氧为1个,非羟基氧数目越多,酸性越强,所以HPO3的酸性比H3PO4强
(6)8
×1010(
×1010)
【解析】(1)Ca为20号元素,所以基态Ca原子的电子排布式为[Ar]3s2,最外层电子为3s,故最外层电子所占用能极的电子云形状为球形。
(2)
的价层电子对数为4对,空间构型为正四面体,其中P原子的杂化类型为sp3杂化。
(3)非金属性越强,电负性越大,故C、O、F三者的电负性由大到小的顺序为F>O>C。
(4)CaO的熔点比MgO低,是因为两者都是离子晶体且Ca2+的半径大于Mg2+的半径,半径越小,所带电荷数越大,则晶格能越大,离子晶体的熔点就越高。
(5)HPO3的非羟基氧个数比H3PO4的非羟基氧多,故酸性HPO3比H3PO4强。
(6)根据晶胞模型,CaF2晶胞中Ca2+的配位数为8,根据ρ=
可知:边长=
×1010 pm。