Question

【題目】鋁廣泛應(yīng)用于航空、建筑、汽車等行業(yè)，目前工業(yè)上采用電解氧化鋁和冰晶石(Na3AlF6)混合物的方法制取鋁。回答下列問題：

(1)某同學(xué)寫出了鋁原子的4種不同狀態(tài)的電子排布圖

其中能量最低的是___________(填字母)，電子由狀態(tài)C到狀態(tài)B所得原子光譜為___________光譜(填“發(fā)射”或“吸收”)，狀態(tài)D是鋁的某種激發(fā)態(tài)，但該電子排布圖有錯(cuò)誤，主要是不符合____________________________________________。

(2)熔融狀態(tài)的氯化鋁可揮發(fā)出二聚分子Al2Cl6，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

①a鍵的鍵能_________b鍵的鍵能(填“>”“<”或“=”)，其理由是______________________。

②Al2Cl6中鋁原子的雜化方式為___________；AlCl3的空間結(jié)構(gòu)為 ___________________。

(3)冰晶石屬于離子化合物，由Na+和AIF63－組成，在冰晶石的晶胞中，AlF63－占據(jù)的位置相當(dāng)于氯化鈉晶胞中Cl－的位置。

①冰晶石的化學(xué)式為___________，一個(gè)冰晶石晶胞中Na+的個(gè)數(shù)為___________。

②已知冰晶石的密度為2.95g/cm3，則冰品石晶胞的邊長(zhǎng)a=___________pm(列出算式即可，阿伏加德羅常數(shù)值為6.02×1023)

Answer 1

【答案】A 發(fā)射 洪特規(guī)則 < 共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大 sp3 平面三角形 Na3AIF6 12

【解析】

本題主要考查電子排布式特點(diǎn)、原子的雜化方式、分子空間構(gòu)型的分析、以晶胞為單位的密度計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。

（1）根據(jù)能量最低原理，核外電子先占據(jù)能量低的原子軌道，原子軌道的能量由低到高的順序?yàn)?s＜2s＜2p＜3s＜3p。根據(jù)電子排布的特點(diǎn)，只有A符合能量最低原理；電子由高能級(jí)向低能級(jí)轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的光譜是發(fā)射光譜；洪特規(guī)則是指當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同。狀態(tài)D不符合這一規(guī)則。

（2）①因?yàn)楣矁r(jià)鍵的鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，b鍵的鍵長(zhǎng)較大，所以a鍵的鍵能小于b鍵的鍵能；

②Al2Cl6中每個(gè)鋁原子和四個(gè)氯原子形成4個(gè)共價(jià)鍵，采取sp3雜化；AlCl3中Al只形成三個(gè)共價(jià)鍵，中心原子Al是sp2雜化,三氯化鋁的分子構(gòu)型為平面三角形結(jié)構(gòu)；

（3）①由化合價(jià)代數(shù)和為0可知，冰晶石的化學(xué)式為Na3AIF6；AlF63－占據(jù)的位置相當(dāng)于氯化鈉晶胞中Cl－的位置，因?yàn)橐粋�(gè)NaCl晶胞中含有4個(gè)Cl-，故一個(gè)冰晶石的晶胞中含有4個(gè)AlF63－，故一個(gè)晶胞中含有12個(gè)Na＋；

②一個(gè)冰晶石的晶胞中含有4個(gè)Na3AIF6，Na3AIF6的分子量為210，由得 pm。