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）利用焰色反應的原理既可制作五彩繽紛的節日煙花，亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒碳酸鈣時的焰色為_______（填標號）。

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中的化學鍵除了σ鍵外，還存在_________________。

（3）關于CO2和CO32-的下列說法正確的是__________。

a 兩種微粒價層電子對數相同 b 兩種微粒的中心原子均無孤電子對

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）方解石的菱面體結構如圖1，沿三次軸的俯視圖為正六邊形。方解石的六方晶胞結構如圖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點在俯視圖中為a，則B點在俯視圖中的位置為_________（填字母）。方解石的六方晶胞中，Ca2+和CO32-個數比為___________；若阿伏加德羅常數為NA，則該方解石的密度為________g/cm3（列出計算式）。

Answer 1

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

【解析】

(1)鈣的焰色反應為紅色；

（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；CaCO3中的化學鍵除了σ鍵，還有一個四原子六電子的π鍵和離子鍵；

(3) CO2中C原子是中心原子，屬于IVA族，最外層電子數時4。最外層電子數減去兩個O原子成鍵時所需要的電子數，即4-2×2=0，所以C原子并沒有孤對電子，CO2中要C原子與兩個O結合形成2個σ鍵，所以C原子的價層電子對數為0+2=2；中心C原子是sp雜化，分子構型為直線型，鍵角180°，CO32-中C原子是中心原子，中心原子是sp2雜化，平面型結構，鍵角是120°，價層電子對數是0+3=3，離子中存在3個σ鍵，孤電子對為0個；

(4)碳酸鹽在熱分解過程中，當金屬陽離子所帶電荷數相同時，陽離子半徑越大，其結合碳酸根里氧離子的能力就弱，對應的碳酸鹽就越難分解，所需熱分解溫度就越高；

(5)根據AB兩點的空間位置分析B點在俯視圖中的位置，根據圖示求出晶胞中的粒子數目，先求底面積，再根據密度等于質量除以體積進行計算。

根據以上分析解答此題。

(1) )鈣元素的焰色反應為紅色。

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，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中的化學鍵除了σ鍵，還有一個四原子六電子的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，最外層電子數時4。最外層電子數減去兩個O原子成鍵時所需要的電子數，即4-2×2=0，所以C原子并沒有孤對電子，CO2中要C原子與兩個O結合形成2個σ鍵，所以C原子的價層電子對數為0+2=2；中心C原子是sp雜化，分子構型為直線型，鍵角180°，CO32-中C原子是中心原子，中心原子是sp2雜化，平面型結構，鍵角是120°，價層電子對數是0+3=3，離子中存在3個σ鍵，孤電子對為0個。

a．CO2和CO32-價層電子對數分別為2、3，a錯誤；

b．CO2和CO32-的中心原子都是C原子，均無孤電子對，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-中的氧離子結合，使CO32-分解為CO2。當金屬陽離子所帶電荷數相同時，陽離子半徑越大，其結合CO32-中的氧離子的能力就越弱，對應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CO32-中的O2-吸引力更大，且產物CaO比BaO更穩定。

答案為：BaCO3；Ca2+半徑比Ba2+小，對CO32-中的O2-吸引力更大，且產物CaO比BaO更穩定。

(5) 由圖1可知A點與B點為平行四邊形的對角線位置，所以A點在俯視圖中為a，則B點在俯視圖中的位置為d；根據圖2晶胞結構圖計算：Ca2+個數為8+4+4=6，CO32-個數為8+4=6，方解石的六方晶胞中，Ca2+和CO32-個數比為6：6=1：1；晶胞的底面為平行四邊形，據題中條件底面積表示為asin60°a=a210-14cm2，一個晶胞里面有6個CaCO3，晶胞的質量為，晶胞密度為 。

答案為：d；1:1；。