Question

16．卤族元素中Cl、Br、I在海洋中含量丰富，F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区元素．
（2）分析化学上常用F^-作为Fe的掩蔽剂，基态Fe²⁺核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶或[Ar]3d⁶ ．
（3）N、O、F、Ca四种元素电负性从大到小的顺序为：F＞O＞N＞Ca．
（4）HF、HCl、HBr、HI沸点由高到低的顺序为：HF＞HI＞HBr＞HCl，热稳定性由高到低的顺序为：HF＞HCl＞HBr＞HI．
（5）与HF互为等电子体的一种阴离子的电子式为，1molNH₄NO₃中含有σ键数目为7mol（或7×6.02×10²³）．其中阴、阳离子中心原子杂化类型分别为：sp²、sp³．
（6）CaF₂晶胞结构如图所示，下列关于CaF₂的表述正确的是bde．
a．Ca²⁺与F^-间仅存在静电吸引作用
b．F^-的离子半径小于Cl^-，则CaF₂的熔点高于CaCl₂
c．阴阳离子比为2：1的物质，均与CaF₂晶体类型相同
d．CaF₂中的化学键为离子键，因此CaF₂在熔融状态下能导电
e．晶胞中Ca²⁺的配位数与Ca²⁺个数比为2：1．

Answer 1

分析 （1）Ca是20号元素，四个电子层，最外层2个电子，所以Ca位于第四周期，第ⅡA族，是s区元素；
（2）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成Fe²⁺，根据构造原理书写Fe²⁺核外电子排布式；
（3）同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大；
（4）分子组成类似的分子化合物，相对分子质量越大，沸点越高，但是由于HF存在氢键，故沸点比HI要高；非金属性越强对应氢化物越稳定，据此解答；
（5）原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体；1molNH₄NO₃中含有4mol氮氢σ键和3mol氧氮σ键，其中阳离子铵根离子是sp³杂化，阴离子硝酸根离子中的氮是 sp²杂化；
（6）a．阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，则；
b．离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关；
c．晶体的结构与电荷比、半径比有关；
d．离子化合物在熔融时能发生电离；
e．该晶胞中灰色球个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球个数为8，根据其化学式知，灰色球表示钙离子、黑色球表示氟离子，在同一个晶胞中每个面心上的灰色球连接4个黑色球，每个面心上灰色球连接两个晶胞，所以每个钙离子（灰色球）连接8个氟离子（黑色球），所以钙离子配位数是8．

解答 解：（1）Ca是20号元素，四个电子层，最外层2个电子，所以Ca位于第四周期，第ⅡA族，是s区元素，故答案为：四；ⅡA； s；
（2）铁是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去最外层2个电子变成Fe²⁺，根据构造原理知，其基态离子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶ 或[Ar]3d⁶ ；
（3）同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以N、O、F、Ca四种元素电负性从大到小的顺序是F＞O＞N＞Ca，故答案为：F＞O＞N＞Ca；
（4）相对分子质量越大，沸点越高，但是由于HF存在氢键，故沸点比HI要高，故沸点顺序为：HF＞HI＞HBr＞HCl，非金属性：F＞Cl＞Br＞I，所以对应氢化物稳定性为：HF＞HCl＞HBr＞HI，故答案为：HF＞HI＞HBr＞HCl； HF＞HCl＞HBr＞HI；
（5）与HF互为等电子体的一种阴离子是氢氧根离子，氢氧根离子的电子式为：，1molNH₄NO₃中含有4mol氮氢σ键和3mol氧氮σ键，所以含有σ键数目为7mol，其中阳离子铵根离子是sp³杂化，阴离子硝酸根离子中的氮是 sp²杂化，故答案为：；7mol（或7×6.02×10²³）； sp²、sp³；
（6）a．阴阳离子间存在静电引力和静电斥力，Ca²⁺与F^-间存在静电吸引作用，还存在静电斥力，故a错误；
b．离子晶体的熔点与离子所带电荷、离子半径有关，离子半径越小，离子晶体的熔点越高，所以CaF₂的熔点高于CaCl₂，故b正确；
c．晶体的结构与电荷比、半径比有关，阴阳离子比为2：1的物质，与CaF₂晶体的电荷比相同，若半径比相差较大，则晶体构型不相同，故c错误；
d．CaF₂中的化学键为离子键，离子化合物在熔融时能发生电离，存在自由移动的离子，能导电，因此CaF₂在熔融状态下能导电，故b正确；
e．该晶胞中灰色球个数=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，黑色球个数为8，根据其化学式知，灰色球表示钙离子、黑色球表示氟离子，在同一个晶胞中每个面心上的灰色球连接4个黑色球，每个面心上灰色球连接两个晶胞，所以每个钙离子（灰色球）连接8个氟离子（黑色球），所以钙离子配位数是8，所以晶胞中Ca²⁺的配位数与Ca²⁺个数比为2：1，故答案为：bde．

点评 本题考查了物质结构与性质，题目涉及晶体熔沸点的比较、化学键、杂化理论的应用等，题目涉及的知识点较多，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力．