Question

【題目】海洋是元素的搖籃，海水中含有大量鹵族元素。NaCl晶胞結構示意圖如下所示（晶胞邊長為a nm).

(1)元素 Na的價電子被激發(fā)到相鄰高能級后形成的激發(fā)態(tài)Na原子，其價電子軌道表示式為__________。

(2)除了 NaCl，Cl 元素還能形成多種價態(tài)的化合物，如NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4，這四種鈉鹽對應的酸的酸性依次增強，試解釋HClO4的酸性強于HClO3的原因：__________。

(3)在適當條件下，電解NaCl水溶液可制得 NaClO3。

①NaCl水溶液中存在的微粒間作用力有________（填序號）。

A.離子鍵 B.極性鍵 C.配位鍵 D.氫鍵

②根據(jù)價層電子對互斥理論，預測ClO3-的空間構型為________，寫出一個ClO3-的等電子體的化學符號：______________

(4)在NaCl晶體中，Na 位于Cl 所圍成的正______面體的體心，該多面體的邊長是______nm。

(5)Na 半徑與Cl半徑的比值為______（保留小數(shù)點后3位，=1.414)。

Answer 1

【答案】 HClO3和HClO4，可分別表示為(HO)ClO2，和(HO)ClO3，HClO3中Cl為+5價，HClO4中Cl為+7價。后者正電性更高，導致H、O之間的電子對向O偏移，更易電離出H+（或HClO4中非羥基氧數(shù)比HClO3多，故HClO4酸性比HClO3強） BCD 三角錐形 SO32-、IO3-或BrO3- 八 0.414

【解析】

（1）元素Na的焰色反應呈黃色；激發(fā)態(tài)Na原子價電子由3s能級激發(fā)到3p能級，其價電子軌道表示式為；

（2）HClO3和HClO4，可分別表示為(HO)ClO2和(HO)ClO3，HClO3中Cl為+5價，HClO4中Cl為+7價。后者正電性更高，導致H、O之間的電子對向O偏移，更易電離出H+（或HClO4中非羥基氧數(shù)比HClO3多，故HClO4酸性比HClO3強）。

（3）①A．在NaCl的水溶液中，NaCl電離成自由移動的鈉離子和氯離子，離子鍵被破壞，A不符合題意；

B．水分子中存在極性共價鍵，B符合題意；

C．氫離子提供空軌道，水分子中的氧原子提供孤電子對，存在配位鍵，C正確；

D．水分子間存在氫鍵，D正確；

答案選BCD。

②根據(jù)價層電子對互斥理論，ClO3-的價層電子對數(shù)是4，中心原子上的孤電子對數(shù)是1，故ClO3-的空間構型為三角錐形；原子個數(shù)相等，價電子總數(shù)相同的分子或離子互為等電子體，故與ClO3-的等電子體的物質是SO32-、IO3-或BrO3-；

（4）晶體中，以Na+為中心在它的上下前后左右有6個Cl-，Na+位于Cl-所圍成的八面體的體心，如圖，該多面體的邊長=圖中對角線長的一半=；

（5）根據(jù)圖，NaCl晶體中陰陽離子的最短距離為anm的一半即nm，Cl-半徑為對角線的 ，即為nm，由圖 ，Na+半徑為(nm-nm)，所以Na+半徑與Cl-半徑之比為(nm-nm)：nm=0.414 。