Question

【題目】貝殼、珍珠、方解石等主要成分均含有CaCO3，回答下列問題：

（1）利用焰色反應(yīng)的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花，亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒碳酸鈣時(shí)的焰色為_______（填標(biāo)號(hào)）。

A 黃色 B 紅色 C 紫色 D 綠色

（2）CaCO3中三種元素第一電離能由小到大的順序是__________。CaCO3中的化學(xué)鍵除了σ鍵外，還存在_________________。

（3）關(guān)于CO2和CO32-的下列說法正確的是__________。

a 兩種微粒價(jià)層電子對(duì)數(shù)相同 b 兩種微粒的中心原子均無孤電子對(duì)

c 鍵角：CO2＞CO32- d 兩種微粒的中心原子雜化方式相同

（4）難溶碳酸鹽易分解，CaCO3、BaCO3熱分解溫度更高的是_____，原因是______。

（5）方解石的菱面體結(jié)構(gòu)如圖1，沿三次軸的俯視圖為正六邊形。方解石的六方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2，晶胞底面為平行四邊形，其較小夾角為60°，邊長為anm，晶胞高為c nm。

A點(diǎn)在俯視圖中為a，則B點(diǎn)在俯視圖中的位置為_________（填字母）。方解石的六方晶胞中，Ca2+和CO32-個(gè)數(shù)比為___________；若阿伏加德羅常數(shù)為NA，則該方解石的密度為________g/cm3（列出計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】B Ca＜C＜O π鍵、離子鍵 b c BaCO3 Ca2+半徑比Ba2+小，對(duì)CO32-中的O2-吸引力更大，且產(chǎn)物CaO比BaO更穩(wěn)定 d 1:1

【解析】

(1)鈣的焰色反應(yīng)為紅色；

（2）通常金屬元素第一電離能較小，同周期元素從左到右第一電離能增強(qiáng)；CaCO3中的化學(xué)鍵除了σ鍵，還有一個(gè)四原子六電子的π鍵和離子鍵；

(3) CO2中C原子是中心原子，屬于IVA族，最外層電子數(shù)時(shí)4。最外層電子數(shù)減去兩個(gè)O原子成鍵時(shí)所需要的電子數(shù)，即4-2×2=0，所以C原子并沒有孤對(duì)電子，CO2中要C原子與兩個(gè)O結(jié)合形成2個(gè)σ鍵，所以C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+2=2；中心C原子是sp雜化，分子構(gòu)型為直線型，鍵角180°，CO32-中C原子是中心原子，中心原子是sp2雜化，平面型結(jié)構(gòu)，鍵角是120°，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是0+3=3，離子中存在3個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)為0個(gè)；

(4)碳酸鹽在熱分解過程中，當(dāng)金屬陽離子所帶電荷數(shù)相同時(shí)，陽離子半徑越大，其結(jié)合碳酸根里氧離子的能力就弱，對(duì)應(yīng)的碳酸鹽就越難分解，所需熱分解溫度就越高；

(5)根據(jù)AB兩點(diǎn)的空間位置分析B點(diǎn)在俯視圖中的位置，根據(jù)圖示求出晶胞中的粒子數(shù)目，先求底面積，再根據(jù)密度等于質(zhì)量除以體積進(jìn)行計(jì)算。

根據(jù)以上分析解答此題。

(1) )鈣元素的焰色反應(yīng)為紅色。

答案為：B。

(2) 通常金屬元素第一電離能較小，同周期元素從左到右第一電離能增強(qiáng)，所以CaCO3中三種元素第一電離能由小到大的順序是Ca＜C＜O，CaCO3中的化學(xué)鍵除了σ鍵，還有一個(gè)四原子六電子的π鍵和離子鍵。

答案為：Ca＜C＜O；π鍵、離子鍵。

(3) CO2中C原子是中心原子，屬于IVA族，最外層電子數(shù)時(shí)4。最外層電子數(shù)減去兩個(gè)O原子成鍵時(shí)所需要的電子數(shù)，即4-2×2=0，所以C原子并沒有孤對(duì)電子，CO2中要C原子與兩個(gè)O結(jié)合形成2個(gè)σ鍵，所以C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為0+2=2；中心C原子是sp雜化，分子構(gòu)型為直線型，鍵角180°，CO32-中C原子是中心原子，中心原子是sp2雜化，平面型結(jié)構(gòu)，鍵角是120°，價(jià)層電子對(duì)數(shù)是0+3=3，離子中存在3個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)為0個(gè)。

a．CO2和CO32-價(jià)層電子對(duì)數(shù)分別為2、3，a錯(cuò)誤；

b．CO2和CO32-的中心原子都是C原子，均無孤電子對(duì)，b正確；

c．CO2中鍵角180°，CO32-中鍵角是120°，鍵角：CO2＞CO32-，c正確；

d．CO2的中心C原子是sp雜化，CO32-的中心原子是sp2雜化，雜化方式不同，d錯(cuò)誤；

答案為b c。

(4) 碳酸鹽在熱分解過程中，晶體里的金屬陽離子與CO32-中的氧離子結(jié)合，使CO32-分解為CO2。當(dāng)金屬陽離子所帶電荷數(shù)相同時(shí)，陽離子半徑越大，其結(jié)合CO32-中的氧離子的能力就越弱，對(duì)應(yīng)的碳酸鹽就越難分解，所需熱分解溫度就越高，生成的氧化物就越不穩(wěn)定。所以CaCO3、BaCO3熱分解溫度更高的是BaCO3，原因是Ca2+半徑比Ba2+小，對(duì)CO32-中的O2-吸引力更大，且產(chǎn)物CaO比BaO更穩(wěn)定。

答案為：BaCO3；Ca2+半徑比Ba2+小，對(duì)CO32-中的O2-吸引力更大，且產(chǎn)物CaO比BaO更穩(wěn)定。

(5) 由圖1可知A點(diǎn)與B點(diǎn)為平行四邊形的對(duì)角線位置，所以A點(diǎn)在俯視圖中為a，則B點(diǎn)在俯視圖中的位置為d；根據(jù)圖2晶胞結(jié)構(gòu)圖計(jì)算：Ca2+個(gè)數(shù)為8+4+4=6，CO32-個(gè)數(shù)為8+4=6，方解石的六方晶胞中，Ca2+和CO32-個(gè)數(shù)比為6：6=1：1；晶胞的底面為平行四邊形，據(jù)題中條件底面積表示為asin60°a=a210-14cm2，一個(gè)晶胞里面有6個(gè)CaCO3，晶胞的質(zhì)量為，晶胞密度為 。

答案為：d；1:1；。