Question

【題目】在電解冶煉鋁的過程中加入冰晶石，可起到降低 Al2O3 熔融溫度的作用。冰晶石的生產(chǎn) 原理為 2Al(OH)3+12HF+3Na2CO3===2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O。根據(jù)題意填空：

(1)冰晶石的晶體不導(dǎo)電，但熔融時(shí)能導(dǎo)電，則在冰晶石晶體中存在_____(填序號(hào))。

a．離子鍵 b．極性鍵 c．配位鍵 d．范德華力

(2)CO2 分子的空間構(gòu)型為___，中心原子的雜化方式為__，和 CO2 互為等電子體的氧化物是___。

(3)反應(yīng)物中電負(fù)性最大的元素為_____(填元素符號(hào))，寫出其原子最外層的電子排布式____。

(4)冰晶石由兩種微粒構(gòu)成，冰晶石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，黑球位于大立方體的頂點(diǎn)和面心，白球位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個(gè)小立方體的體心，那么大立方體的體心處所代表的微粒是______(填具體的微粒符號(hào))。

(5)Al 單質(zhì)的晶體中原子的堆積方式如圖乙所示，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖丙所示，原子之間相 互位置關(guān)系的平面圖如圖丁所示。若已知 Al 的原子半徑為 d cm，NA 代表阿伏加德羅常數(shù)的 值，Al 的相對(duì)原子質(zhì)量為 Mr，則一個(gè)晶胞中 Al 原子的數(shù)目為______個(gè)；Al 晶體的密度為________(用字母表示)。

Answer 1

【答案】abc 直線形 sp N2O F 2s22p5 Na+ 4 g·cm-3

【解析】

根據(jù)題干信息，判斷冰晶石化合物種類，從而分析其晶體存在的作用力，根據(jù)雜化軌道互斥理論判斷空間構(gòu)型和雜化方式，根據(jù)等電子體原理書寫，根據(jù)均攤法結(jié)合立體幾何知識(shí)進(jìn)行晶胞的相關(guān)計(jì)算。

(1)冰晶石(Na3AlF6)晶體不導(dǎo)電，但熔融時(shí)能導(dǎo)電，說明屬于離子化合物，由Na+、[AlF6]3-構(gòu)成，[AlF6]3-中含有配位鍵，也屬于極性鍵，故選abc；

(2)CO2分子為直線形結(jié)構(gòu)，可知碳原子采取sp雜化方式，原子數(shù)目相等、價(jià)電子總數(shù)也相等的微粒互為等電子體，和CO2互為等電子體的氧化物是N2O，故答案為：直線形；sp；N2O；

(3)元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越強(qiáng)，所以電負(fù)性最強(qiáng)的是F元素；F原子核外最外層上s、p能級(jí)上電子分別是2、5，其最外層電子排布式為2s22p5，故答案為：F；2s22p5；

(4)由均攤法可知，黑球的個(gè)數(shù)=8×+6×=4，白球個(gè)數(shù)=12×+8=11，根據(jù)化學(xué)式知，Na+和[AlF6]3-的個(gè)數(shù)比是3：1，則白色球和黑色球之比接近3：1，要使其為3：1，則大立方體的體心處所代表的微粒是Na+，故答案為：Na+；

(5)晶胞中Al原子個(gè)數(shù)為8×+6×=4，則晶胞質(zhì)量g，面對(duì)角線上3個(gè)Al原子相鄰，晶胞棱長(zhǎng)為4d×=2d，則晶胞密度=4×g÷(2d cm)3=g·cm-3，故答案為：4；g·cm-3。