Question

【题目】在电解炼铝过程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔点的作用。冰晶石的生产原理为2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2Na3AlF6＋3CO2↑＋9H2O。根据题意完成下列填空：

（1）冰晶石的化学式为Na3AlF6 ，其中含有_______________________________等化学键。

（2）生成物中含有10个电子的分子是________(写分子式)，该分子的空间构型_______，中心原子的杂化方式为___________________。

（3）反应物中所含元素电负性最大的元素为________(填元素符号)，写出其原子最外层的电子排布图：_______________，它的氢化物的沸点比同主族其它氢化物的沸点高，原因是：_______________________________。

（4）冰晶石由两种微粒构成，它的晶胞结构如图甲所示，小黑点“●”位于大立方体的顶点和面心，小圆圈“○”位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，那么大立方体的体心处小三角“”所代表的是__________（填“小黑点”或“小圆圈”），它代表的是______________(填微粒化学式)。

（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：

若已知Al的原子半径为d，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则一个晶胞中Al原子的数目为___________个； Al晶体的密度为__________(用字母表示)。

Answer 1

【答案】 离子键、共价键、配位键 H2O V形 sp3 F HF的分子之间存在氢键 小圆圈 Na＋ 4

【解析】（1）冰晶石的化学式为Na3AlF6 ，AlF63+中含有共价键、配位键，故Na3AlF6中存在离子键、共价键和配位键；（2）生成物有Na3AlF6、CO2、H2O，其中含有10个电子的分子是H2O；H2O中O原子的价层电子对个数=2+（6-2×1）=4且含有2个孤电子对，所以O原子采用sp3杂化，其空间构型为V形结构；（3）反应物有Al(OH)3、HF、Na2CO3，含有的元素有Al、Na、C、H、O、F，周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小，从左到右，元素的电负性逐渐变大，则其中所含元素电负性最大的元素为F，F原子最外层的电子排布图为：，HF的分子之间存在氢键，故其沸点比同主族其它氢化物的沸点高；（4）冰晶石中Na+与AlF63-的个数比应为3：1，由晶胞图分析，“●”个数为，“○”个数为，故晶胞中心还应有1个，据此可推知，“”为Na+；那么大立方体的体心处小三角“”所代表的是小圆圈，它代表的是Na+；（4）铝晶胞的原子处于晶胞顶点和面心，故一个晶胞含有的Al原子数目为；设Al晶胞的边长为a，则有：2a2=（4d）2，a=2d，Al晶胞的体积为V=16d3 ，故Al晶体的密度为。