Question

【題目】氫氟酸可用于半導體工業，也常用來蝕刻玻璃，其刻蝕反應原理如下：6HF+Na2SiO3→2NaF+SiF4↑+3H2O

完成下列填空：

（1）根據HF的___（選填編號）大于H2O，可推斷氟元素的非金屬性強于氧元素。

a．酸性 b．熔沸點 c．穩定性 d．鍵的極性

（2）SiF4與甲烷結構相似，SiF4是含___鍵的___分子（均選填“極性”或“非極性”）。刻蝕反應中的三種元素可組成同時含離子鍵和共價鍵的化合物，該化合物的電子式為___。

（3）Si原子核外電子有___種不同能量的電子，其中最高能量的電子處于___軌道。

（4）在相同條件下，Na2SiO3、CaSiO3分別與等濃度等體積的氫氟酸反應，兩個反應原理相似，但前者的反應速率明顯大于后者。原因是___。

（5）同濃度的H2SO3和HF兩溶液的pH為：H2SO3___HF（選填“＞”或“＜”）。濃度均為0.01mol/L的H2SO3和HF的1L混合溶液中，通入0.02molNH3充分反應后，SO32-、HSO3-、F-、NH4+濃度從大到小的順序為：___。

已知：H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7；HF Ki=6.8×10-4；NH3H2O Ki=1.8×10-5。

Answer 1

【答案】cd 極性 非極性 5 3p NaF易溶于水，而CaF2難溶于水，會覆蓋在固體表面，降低反應速率 ＜ c（NH4+）＞c（F-）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）

【解析】

(1)比較非金屬元素的非金屬性強弱，可根據單質之間的置換反應、對應最高價氧化物的水化物的酸性、氫化物的穩定性等角度判斷；

(2)由同種原子構成的共價鍵是非極性鍵，不同原子構成的共價鍵是極性鍵，分子中正負電荷中心重合，從整個分子來看，電荷的分布是均勻的，對稱的，這樣的分子為非極性分子，反之為極性分子，甲烷為正四面體結構；一般來說，活潑金屬和活潑非金屬元素之間易形成離子鍵，刻蝕反應中的三種元素可組成同時含離子鍵和共價鍵的化合物為氫氧化鈉，氫氧化鈉為離子化合物，鈉離子與氫氧根離子通過離子鍵結合而成，氫和氧兩種元素以共價鍵結合；

(3)原子核外電子是分層排布的，在不同電子層上運動的電子的能量不同，有幾個軌道上排布電子，共有幾種不同的能量；原子核外電子是分層排布的，距離原子核越近能量越低，反之越高；

(4)接觸面積影響化學反應速率；

(5)電離平衡常數越大，酸性越強，亞硫酸為二元弱酸，氫氟酸為一元弱酸，濃度均為0.01mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中，通入0.02mol NH3充分反應后，生成等濃度的亞硫酸氫銨、氟化銨，亞硫酸氫根離子水解能力強于氟離子。

(1)通過氫化物的穩定性可以判斷非金屬性強弱，氫化物的穩定性與鍵的極性有關，所以符合推斷氟元素的非金屬性強于氧元素條件的為cd，故答案為：cd；

(2)SiF4中硅原子和氟原子之間以極性共價鍵結合，SiF4與甲烷結構相似，甲烷為正四面體結構，所以SiF4從整個分子來看，電荷的分布是均勻的，對稱的，為非極性分子，刻蝕反應中的三種元素可組成同時含離子鍵和共價鍵的化合物為氫氧化鈉，其電子式為：；

(3)硅原子為14號元素，電子排布式1s22s22p63s23p2，共有5個軌道上排布電子，所以有5種不同能量的電子，原子核外電子是分層排布的，距離原子核越近能量越低，所以3p能量最高；

(4)在相同條件下，Na2SiO3、CaSiO3分別與等濃度等體積的氫氟酸反應，Na2SiO3與氫氟酸反應生成的NaF易溶于水，而CaSiO3與氫氟酸反應生成的CaF2難溶于水，會覆蓋在固體表面，降低反應速率，所以前者的反應速率明顯大于后者；

(5)H2SO3 Ki1＝1.54×10﹣2大于HF Ki＝6.8×10﹣4，所以同濃度，亞硫酸酸性強于氫氟酸，即pH小于氫氟酸，濃度均為0.01mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中，通入0.02mol NH3充分反應后，生成等濃度的亞硫酸氫銨、氟化銨，HF Ki＝6.8×10﹣4 大于NH3H2O Ki＝1.8×10﹣5大于H2SO3 Ki2＝1.02×10﹣7，所以亞硫酸氫根離子水解能力強于氟離子，溶液中離子濃度為：c(NH4+)＞c(F﹣)＞c(HSO3﹣)＞c(SO32﹣)。