Question

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(diǎn)的作用．冰晶石的生產(chǎn)原理為2Al（OH）₃+12HF+3Na₂CO₃═2A+3CO₂↑+9H₂O．根據(jù)題意完成下列填空：
（1）冰晶石的化學(xué)式為

 

，含有離子鍵、

 

等化學(xué)鍵．
（2）生成物中含有10個(gè)電子的分子是

 

（寫分子式），該分子的空間構(gòu)型為

 

，中心原子的雜化方式為

 

．
（3）反應(yīng)物中電負(fù)性最大的元素為

 

（填元素符號(hào)），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)如圖甲所示，●位于大立方體的頂點(diǎn)和面心，○位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個(gè)小立方體的體心，那么大立方體的體心處所代表的微粒是

 

（填微粒符號(hào)）．
（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代表阿伏加德羅常數(shù)，Al的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則一個(gè)晶胞中Al原子的數(shù)目為

 

個(gè)； Al晶體的密度為

 

（用字母表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,離子化合物的結(jié)構(gòu)特征與性質(zhì),判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）冰晶石的成分是Na₃AlF₆，該物質(zhì)中含有離子鍵和配位鍵；
（2）H₂O中含有10個(gè)電子，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定水分子構(gòu)型和O原子雜化方式；　 
（3）元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越強(qiáng)；F原子核外最外層上s、p能級(jí)，s、p能級(jí)上電子分別是2、5；
（4）利用均攤法確定其化學(xué)式，再根據(jù)化學(xué)式中離子判斷該微粒；
（5）利用均攤法計(jì)算Al原子個(gè)數(shù)，該晶胞棱長=

(4d)2 2

=2

2

d，所以晶胞的體積=（2

2

d）³，
根據(jù)ρ=

m

V

計(jì)算晶胞密度．

解答： 解：（1）冰晶石的成分是Na₃AlF₆，該物質(zhì)中Na⁺和AlF₆^-之間存在離子鍵，Al原子和F原子之間存在配位鍵，故答案為：Na₃AlF₆；離子鍵和配位鍵；
（2）H₂O中含有10個(gè)電子，水分子中含有2個(gè)共價(jià)單鍵和2個(gè)孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為V形，O原子采用雜化，故答案為：H₂O；V形；sp³；
（3）元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越強(qiáng)，所以電負(fù)性最強(qiáng)的是F元素；F原子核外最外層上s、p能級(jí)，s、p能級(jí)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(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，○個(gè)數(shù)=12×

1

4

+8=11，要使兩種離子的個(gè)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）該晶胞中Al原子個(gè)數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，該晶胞棱長=

(4d)2 2

=2

2

d，所以晶胞的體積=（2

2

d）³，
ρ=

m

V

=

M NA ×4

(2 2 d)3

=

M

4 2 d3NA

，故答案為：4；

M

4 2 d3NA

．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及晶胞的計(jì)算、化學(xué)鍵的判斷、原子雜化方式等知識(shí)點(diǎn)，利用均攤法、價(jià)層電子對(duì)互斥理論等知識(shí)點(diǎn)來分析解答，難點(diǎn)是晶胞的計(jì)算，注意（5）中棱長不是Al原子直徑，為易錯(cuò)點(diǎn)．