Question

【題目】[化學—選修3：物質結構與性質]國務院批復通過的《全國礦產資源規劃（2016﹣﹣2020年）》中，首次將螢石等24種礦產列入戰略性礦產目錄。螢石為氟化鈣的俗名，其重要用途是生產氫氟酸。

（1）基態F原子核外電子共有_____種運動狀態，基態Ca2+的最外層電子排布圖為_____。

（2）實驗室制氟化氫是用螢石與濃硫酸反應，但該反應不可以在玻璃器皿中進行，請用化學反應方程式解釋原因_____，該反應涉及的元素電負性最大的是_____（用元素符號表示）。該反應的產物之一會與反應物繼續反應生成H2SiF6，則H2SiF6分子的中心原子價層電子對數為_____。

（3）CaF2與CaCl2熔點比較低的物質是_____，原因是_______________。CaF2晶胞如圖，其中Ca2+的配位數為_____。在CaF2晶體中Ca2+的離子半徑為a cm，F﹣的離子半徑為bcm；則CaF2的密度為_____gcm﹣3（設阿伏加德羅常數的值為NA）。

Answer 1

【答案】9 SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O F 6 CaCl2 二者均為離子晶體，Cl﹣半徑大于F-，則CaCl2的晶格能大于CaF2的晶格能 8

【解析】

（1）基態F原子含有9個核外電子，每個電子的運動狀態不同；基態Ca2+的排布式為1s22s22p63s23p6；

（2）氫氟酸能與二氧化硅反應生成四氟化硅氣體和水；反應涉及元素有H、O、F、Si；H2SiF6與SiF62-中心原子價層電子對數相同；

（3）離子晶體，離子半徑越小，晶格能越大，熔點越高； 根據晶胞結構，一個Ca2+離子距離相等且最近的F-有8個；根據ρ=計算。

（1）基態F原子含有9個核外電子，每個電子的運動狀態不同，則有9種種運動狀態；基態Ca2+的排布式為1s22s22p63s23p6，最外層為第三層，則排布圖為；

（2）氫氟酸能與二氧化硅反應生成四氟化硅氣體和水，方程式為SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O；反應涉及元素有H、O、F、Si，電負性最大的為F；H2SiF6與SiF62-中心原子價層電子對數相同，則中心Si原子的孤電子對數=（4+2-1×6）=0，無孤電子對，只含有6條共價鍵，則中心原子價層電子對數為6；

（3）CaF2與CaCl2均為離子晶體， r（F-）<r（Cl-），離子半徑越小，晶格能越大，熔點越高，則CaCl2的熔點較低； 根據晶胞結構，一個F-周圍距離最近且相等的Ca2+離子有4個，則一個Ca2+離子距離相等且最近的F-有8個，則配位數為8；Ca2+在頂點和面心，N（Ca2+）=8×+6×=4，F-在晶胞內，個數為8，根據晶胞結構，體對角線=4×（a+b），則V=，==。