Question

18．冰晶石（Na₃AlF₆）是工業(yè)上冶煉鋁的助熔劑，制取冰晶石（Na₃AlF₆）的化學(xué)方程式為：2Al（OH）₃+12HF+3Na₂CO₃═2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O．根據(jù)題意完成下列填空：
（1）熔化Na₂CO₃晶體時需要破壞的作用力是離子鍵，冰晶石中的配位體是F^-．
（2）生成物中屬于非極性分子的中心原子的雜化軌道類型為sp，該分子的空間構(gòu)型為直線型；該中心原子形成的一種氫化物分子中含有5個σ鍵、1個π鍵，則該氫化物的電子式是
（3）反應(yīng)物中有兩種元素在元素周期表中的位置相鄰，其中電負性較大的是F（填元素符號）；寫出含有其中電負性較小元素的原子，且形成的分子的空間構(gòu)型呈“V”形的物質(zhì)的化學(xué)式O₃、SO ₂
（4）在測定HF的相對分子質(zhì)量時，實驗測得值一般高于理論值，其主要原因是HF分子之間存在氫鍵，締合形成（HF）_n
（5）某種Al-Fe合金的晶胞如圖所示，該合金的化學(xué)式為Fe₂Al．若晶胞的邊長為a nm，則合金的密度為$\frac{5.56×1{0}^{23}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g•cm^-3．（N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)的值）．

Answer 1

分析 （1）碳酸鈉屬于離子晶體；配離子中中心離子含有空軌道，配體含有孤對電子；
（2）生成物中屬于非極性分子的為CO₂，為直線型結(jié)構(gòu)，分子中C原子形成2個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2；該中心原子形成的一種氫化物分子中含有5個σ鍵、1個π鍵，該分子為C₂H₄；
（3）在元素周期表中的位置相鄰的兩種元素為O、F，同周期隨原子序數(shù)增大電負性增大，O的電負性較小，
含有O且分子構(gòu)型是“V”型的分子有H ₂O、SO ₂、O ₃等；
（4）HF分子之間存在氫鍵，締合形成（HF）_n；
（5）利用均攤法計算晶胞中Fe、Al原子數(shù)目，再計算晶胞的質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計算晶體密度．

解答 解：（1）碳酸鈉屬于離子晶體，熔化Na₂CO₃晶體時需要破壞的作用力是離子鍵；Na₃AlF ₆ 中AlF ₆^-是配離子，Al是中心原子，F(xiàn)^-為配位體，
故答案為：離子鍵；F^-；
（2）CO₂是非極性分子，中心原子C的軌道雜化方式為sp，分子構(gòu)型是直線型，該中心原子形成的一種氫化物分子中含有5個σ鍵、1個π鍵，該分子為C₂H₄，其電子式為，
故答案為：sp；直線型；；
（3）相鄰的兩種元素是F和O，F(xiàn)的電負性較大，O元素電負性較小，含有O且分子構(gòu)型是“V”型的分子有H ₂O、SO ₂、O ₃等，
故答案為：F＞O；O₃、SO ₂；
（4）HF分子之間存在氫鍵，締合形成（HF）_n，在測定HF的相對分子質(zhì)量時，實驗測得值一般高于理論值，
故答案為：HF分子之間存在氫鍵，締合形成（HF）_n；
（5）晶胞中含有鐵原子個數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$+12×$\frac{1}{4}$=8個，含有Al原子為4個，因此化學(xué)式為Fe₂Al，
晶胞質(zhì)量為4×$\frac{56×2+27}{{N}_{A}}$g，晶胞體積為（a×10^-7cm） ³，則合金密度=4×$\frac{56×2+27}{{N}_{A}}$g÷（a×10^-7cm） ³=$\frac{5.56×1{0}^{23}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$g•cm^-3，
故答案為：Fe₂Al；$\frac{5.56×1{0}^{23}}{{N}_{A}×{a}^{3}}$．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及晶體類型、化學(xué)鍵、配合物、雜化方式、分子空間構(gòu)型、電負性、氫鍵、晶胞計算等，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)主干知識的綜合性考查，但比較基礎(chǔ)，注意氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響．