Question

A．下图所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分--血红素的结构式．

回答下列问题：
（1）血红素中含有C、H、O、N、Fe五种元素，C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是

 

，写出基态Fe原子的核外电子排布式

 

．
（2）血红素中N原子的杂化方式为

 

，在下图的方框内用“→”标出Fe²⁺的配位键．
（3）铁有δ、γ、α三种同素异形体，γ晶体晶胞中所含有的铁原子数为

 

，δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为

 

．

B．我国规定饮用水的硬度不能超过25度．硬度的表示方法是：将水中的Ca²⁺和Mg²⁺都看作Ca²⁺，并将其折算成CaO的质量．通常把1升水中含有10mg CaO称为1度．某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测，实验过程如下：
实验中涉及的部分反应：
M²⁺（金属离子）+EBT（铬黑T）=M EBT
蓝色          酒红色
M²⁺（金属离子）+Y^4-（EDTA）=MY^2-
MEBT+Y^4-（EDTA）=MY^2-+EBT（铬黑T）
（1）取地下水样品25.0毫升进行预处理．已知水中由Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-所引起的硬度称为暂时硬度，可通过加热减小硬度，写出加热时所发生的化学反应（任写一个）

 

．预处理的方法是向水样中加入浓盐酸，煮沸几分钟，煮沸的目的是

 

．
（2）将处理后的水样转移到250mL的锥形瓶中，加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节pH为10，滴加几滴铬黑T溶液，用0.0100mol?L^-1的EDTA标准溶液进行滴定，滴定时眼睛应

 

，滴定终点时的实验现象是

 

．
（3）滴定终点时共消耗EDTA溶液15.0mL，则该地下水的硬度=

 

．
（4）若实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水润洗而未用标准液润洗，则测定结果将

 

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,元素电离能、电负性的含义及应用,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,中和滴定

专题：化学键与晶体结构

分析：A．（1）根据第一电离能递变规律得到答案；根据Fe原子序数写出核外电子排布式；
（2）根据N原子形成的共价键类型判断杂化类型；能够提供孤对电子的原子指向提供空轨道的原子；
（3）根据Fe原子所在位置用均摊法计算；根据堆积类型判断配位数；
B、（1）根据水中存在的离子来判断；煮沸是为了降低水中气体的溶解度；
（2）滴定终点通过颜色的变化来判断；防止滴定过量和滴定不足；
（3）根据题目信息先计算出CaO的物质的量，再求出CaO的物质的质量，然后求出水的硬度；
（4）未用标准液润洗导致标准液浓度降低，由此判断误差．

解答： 解：A．（1）同周期第一电离能呈增大趋势，由于第ⅤA族p轨道半充满，较为稳定，第一电离能大于第ⅥA族，故第一电离能C＜O＜N；Fe原子序数为26，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则写出核外电子排布式，内层电子排列与Ar完全相同，电子排布式为[Ar]3d⁶4S²，
故答案为：C＜O＜N、[Ar]3d⁶4s²；
（2）形成双键的N原子空间构型为平面，所以以sp²杂化，形成单键的N原子，与NH₃杂化相同，可知，以sp³杂化；N原子最外层有5个电子，只需要形成3条键即可达到稳定结构，但是图中形成双键的N原子形成了四条键，显然有一条为配位键，可表示为，故答案为：sp²、sp³、
（3）γ-Fe原子中8个位于顶点，6个位于面心，利用均摊法计算：8×

1

8

+6×

1

2

=4；δ-Fe为体心立方，配位数为8，α-Fe为简单立方，配位数为6，其配位数之比为8：6=4：3，故答案为：4、4：3；
B．（1）溶液存在HCO₃^-与Ca²⁺、Mg²⁺组成化合物加热容易分解，生成碳酸盐，二氧化碳和水，可写出化学方程式；加入浓盐酸可以是溶液中的HCO₃^-生成CO₂，为了防止溶解的CO₂的干扰应除去，所以要煮沸，方程式为Ca（HCO₃）₂

加热  .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O或Mg（HCO₃）₂

加热  .

MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O，
故答案为：Ca（HCO₃）₂

加热  .

CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O或Mg（HCO₃）₂

加热  .

MgCO₃↓+CO₂↑+H₂O；除去溶解的CO₂．
（2）滴定终点是通过指示剂颜色变化来确定的，为了准确判断滴定终点，眼睛必须注视溶液颜色变化；接近滴定终点时，溶液会有颜色变化，充分震荡后颜色又恢复原样，所以在判断终点时必须在一定时间内颜色不恢复原色，
故答案为：注视锥形瓶中溶液颜色的变化、溶液由酒红色变为蓝色且半分钟不褪色；
（3）25.0毫升水中含Ca²⁺和Mg²⁺的总物质的量等于EDTA的物质的量=0.0100mol/L×0.015L=1.5×10^-4mol，折合成CaO的质量为1.50×10^-4mol×56g/mol=8.40×10^-3g，所以水的硬度为

8.40×10-3g

10mg

×

1L

25mL

=33.6度，
故答案为：33.6度；
（4）未用标准液润洗，则加入标准液后浓度偏低，则滴定需要的标准液体积增大，计算时误差偏大，故答案为：偏大．

点评：本题主要考查本题考查物质结构与性质，涉及元素周期表、元素周期律、杂化理论、化学键、分子结构与性质、晶胞计算，硬水、新信息处理能力，解题的关键是掌握对新信息处理能力．