Question

11．在電解冶煉鋁的過程中加入冰晶石，可起到降低Al₂O₃熔點的作用．冰晶石的生產(chǎn)原理為2Al（OH）₃+12HF+3Na₂CO₃═2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O．根據(jù)題意完成下列填空：
（1）冰晶石的晶體不導電，但熔融時能導電，則在冰晶石晶體中存在abc（填序號）．
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)型為直線形，中心原子的雜化方式為sp，和CO₂ 互為等電子體的氧化物是N₂O．
（3）反應物中電負性最大的元素為F（填元素符號），寫出其原子最外層的電子排布圖：．
（4）冰晶石由兩種微粒構(gòu)成，冰晶石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖Z164甲所示，●位于大立方體的頂點和面心，○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所代表的微粒是Na⁺（填具體的微粒符號）．
（5）Al單質(zhì)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(guān)系的平面圖如圖丁所示：若已知Al的原子半徑為d，N_A代表阿伏伽德羅常數(shù)，Al的相對原子質(zhì)量為M，則一個晶胞中Al原子的數(shù)目為4個；Al晶體的密度為$\frac{M}{4\sqrt{2}d{\;}^{3}N{\;}_{A}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）冰晶石（Na₃AlF₆）晶體不導電，但熔融時能導電，說明屬于離子化合物，由Na⁺、[AlF₆]^3-構(gòu)成，[AlF₆]^3-中含有配位鍵；
（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、價電子總數(shù)也相等的微�；�為等電子體；
（3）元素的非金屬性越強，其電負性越強，F(xiàn)元素電負性最大，F(xiàn)原子核外最外層電子排布式為2s²2p⁵；
（4）利用均攤法計算晶胞中白色球、黑色球數(shù)目，再根據(jù)化學式判斷；
（5）利用均攤法計算Al原子個數(shù)，表示出晶胞質(zhì)量，面對角線上3個Al原子相鄰，晶胞棱長為4d×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$d，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶胞密度．

解答 解：（1）冰晶石（Na₃AlF₆）晶體不導電，但熔融時能導電，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、價電子總數(shù)也相等的微�；�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，其電負性越強，所以電負性最強的是F元素；F原子核外最外層上s、p能級，s、p能級上電子分別是2、5，其最外層軌道表示式為，
故答案為：F；；
（4）●的個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，○個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$+8=11，要使兩種離子的個數(shù)之比為1：3，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原子個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，則晶胞質(zhì)量4×$\frac{M}{N{\;}_{A}}$g，面對角線上3個Al原子相鄰，晶胞棱長為4d×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$d，則晶胞密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{（2\sqrt{2}d）{\;}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{M}{4\sqrt{2}d{\;}^{3}N{\;}_{A}}$g•cm^-3；
故答案為：4；$\frac{M}{4\sqrt{2}d{\;}^{3}N{\;}_{A}}$．

點評 本題考查了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及化學鍵、空間構(gòu)型與雜化方式、等電子體、核外電子排布、晶胞計算等，（5）中關(guān)鍵是明確原子半徑與晶胞棱長關(guān)系掌握均攤法進行晶胞有關(guān)計算．