Question

【題目】在電解煉鋁過程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔點的作用。冰晶石的生產原理為2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。根據題意完成下列填空：

（1）冰晶石的化學式為Na3AlF6 ，其中含有_______________________________等化學鍵。

（2）生成物中含有10個電子的分子是________(寫分子式)，該分子的空間構型_______，中心原子的雜化方式為___________________。

（3）反應物中所含元素電負性最大的元素為________(填元素符號)，寫出其原子最外層的電子排布圖：_______________，它的氫化物的沸點比同主族其它氫化物的沸點高，原因是：_______________________________。

（4）冰晶石由兩種微粒構成，它的晶胞結構如圖甲所示，小黑點“●”位于大立方體的頂點和面心，小圓圈“○”位于大立方體的12條棱的中點和8個小立方體的體心，那么大立方體的體心處小三角“”所代表的是__________（填“小黑點”或“小圓圈”），它代表的是______________(填微粒化學式)。

（5）Al單質的晶體中原子的堆積方式如圖乙所示，其晶胞特征如圖丙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如圖丁所示：

若已知Al的原子半徑為d，NA代表阿伏加德羅常數，Al的相對原子質量為M，則一個晶胞中Al原子的數目為___________個； Al晶體的密度為__________(用字母表示)。

Answer 1

【答案】 離子鍵、共價鍵、配位鍵 H2O V形 sp3 F HF的分子之間存在氫鍵 小圓圈 Na＋ 4

【解析】（1）冰晶石的化學式為Na3AlF6 ，AlF63+中含有共價鍵、配位鍵，故Na3AlF6中存在離子鍵、共價鍵和配位鍵；（2）生成物有Na3AlF6、CO2、H2O，其中含有10個電子的分子是H2O；H2O中O原子的價層電子對個數=2+（6-2×1）=4且含有2個孤電子對，所以O原子采用sp3雜化，其空間構型為V形結構；（3）反應物有Al(OH)3、HF、Na2CO3，含有的元素有Al、Na、C、H、O、F，周期表從上到下，元素的電負性逐漸變小，從左到右，元素的電負性逐漸變大，則其中所含元素電負性最大的元素為F，F原子最外層的電子排布圖為：，HF的分子之間存在氫鍵，故其沸點比同主族其它氫化物的沸點高；（4）冰晶石中Na+與AlF63-的個數比應為3：1，由晶胞圖分析，“●”個數為，“○”個數為，故晶胞中心還應有1個，據此可推知，“”為Na+；那么大立方體的體心處小三角“”所代表的是小圓圈，它代表的是Na+；（4）鋁晶胞的原子處于晶胞頂點和面心，故一個晶胞含有的Al原子數目為；設Al晶胞的邊長為a，則有：2a2=（4d）2，a=2d，Al晶胞的體積為V=16d3 ，故Al晶體的密度為。