Question

【題目】磷礦石[主要成分為Ca5F(PO4)3，含少量的MgCO3、Al2O3等]可用于制備H3PO4。請回答下列問題：

（1）基態Ca原子的電子排布式為 ，最外層電子所占用能級的電子云形狀為 。

（2）中P原子的雜化類型為 ，空間構型為 。

（3）C、O、F三者的電負性由大到小的順序為 。

（4）CaO的熔點比MgO （填“高”或“低”），原因是 。

（5）HPO3的酸性比H3PO4強，原因是 。

（6）CaF2的晶胞如圖所示，該晶胞中，Ca2+的配位數是 ，若該晶體的密度為ρ g/cm3，阿伏加德羅常數的值為NA，則晶胞邊長為 pm（用含ρ、NA的代數式表示）。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p64s2 （或[Ar]4s2） 球形

（2）sp3 正四面體

（3）F＞O＞C

（4）低 CaO中Ca2+半徑比Mg2+大，則晶格能CaO小，故熔點低

（5）HPO3的非羥基氧為2個，H3PO4的非羥基氧為1個，非羥基氧數目越多，酸性越強，所以HPO3的酸性比H3PO4強

（6）8 ×1010（×1010）

【解析】（1）Ca為20號元素，所以基態Ca原子的電子排布式為[Ar]3s2，最外層電子為3s，故最外層電子所占用能極的電子云形狀為球形。

（2）的價層電子對數為4對，空間構型為正四面體，其中P原子的雜化類型為sp3雜化。

（3）非金屬性越強，電負性越大，故C、O、F三者的電負性由大到小的順序為F＞O＞C。

（4）CaO的熔點比MgO低，是因為兩者都是離子晶體且Ca2+的半徑大于Mg2+的半徑，半徑越小，所帶電荷數越大，則晶格能越大，離子晶體的熔點就越高。

（5）HPO3的非羥基氧個數比H3PO4的非羥基氧多，故酸性HPO3比H3PO4強。

（6）根據晶胞模型，CaF2晶胞中Ca2+的配位數為8，根據ρ=可知：邊長=×1010 pm。