Question

【題目】氫氟酸可用于半導(dǎo)體工業(yè)，也常用來蝕刻玻璃，其刻蝕反應(yīng)原理如下：6HF+Na2SiO3→2NaF+SiF4↑+3H2O

完成下列填空：

（1）根據(jù)HF的___（選填編號(hào)）大于H2O，可推斷氟元素的非金屬性強(qiáng)于氧元素。

a．酸性 b．熔沸點(diǎn) c．穩(wěn)定性 d．鍵的極性

（2）SiF4與甲烷結(jié)構(gòu)相似，SiF4是含___鍵的___分子（均選填“極性”或“非極性”）。刻蝕反應(yīng)中的三種元素可組成同時(shí)含離子鍵和共價(jià)鍵的化合物，該化合物的電子式為___。

（3）Si原子核外電子有___種不同能量的電子，其中最高能量的電子處于___軌道。

（4）在相同條件下，Na2SiO3、CaSiO3分別與等濃度等體積的氫氟酸反應(yīng)，兩個(gè)反應(yīng)原理相似，但前者的反應(yīng)速率明顯大于后者。原因是___。

（5）同濃度的H2SO3和HF兩溶液的pH為：H2SO3___HF（選填“＞”或“＜”）。濃度均為0.01mol/L的H2SO3和HF的1L混合溶液中，通入0.02molNH3充分反應(yīng)后，SO32-、HSO3-、F-、NH4+濃度從大到小的順序?yàn)椋?/span>___。

已知：H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7；HF Ki=6.8×10-4；NH3H2O Ki=1.8×10-5。

Answer 1

【答案】cd 極性 非極性 5 3p NaF易溶于水，而CaF2難溶于水，會(huì)覆蓋在固體表面，降低反應(yīng)速率 ＜ c（NH4+）＞c（F-）＞c（HSO3-）＞c（SO32-）

【解析】

(1)比較非金屬元素的非金屬性強(qiáng)弱，可根據(jù)單質(zhì)之間的置換反應(yīng)、對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的酸性、氫化物的穩(wěn)定性等角度判斷；

(2)由同種原子構(gòu)成的共價(jià)鍵是非極性鍵，不同原子構(gòu)成的共價(jià)鍵是極性鍵，分子中正負(fù)電荷中心重合，從整個(gè)分子來看，電荷的分布是均勻的，對(duì)稱的，這樣的分子為非極性分子，反之為極性分子，甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)；一般來說，活潑金屬和活潑非金屬元素之間易形成離子鍵，刻蝕反應(yīng)中的三種元素可組成同時(shí)含離子鍵和共價(jià)鍵的化合物為氫氧化鈉，氫氧化鈉為離子化合物，鈉離子與氫氧根離子通過離子鍵結(jié)合而成，氫和氧兩種元素以共價(jià)鍵結(jié)合；

(3)原子核外電子是分層排布的，在不同電子層上運(yùn)動(dòng)的電子的能量不同，有幾個(gè)軌道上排布電子，共有幾種不同的能量；原子核外電子是分層排布的，距離原子核越近能量越低，反之越高；

(4)接觸面積影響化學(xué)反應(yīng)速率；

(5)電離平衡常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，亞硫酸為二元弱酸，氫氟酸為一元弱酸，濃度均為0.01mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中，通入0.02mol NH3充分反應(yīng)后，生成等濃度的亞硫酸氫銨、氟化銨，亞硫酸氫根離子水解能力強(qiáng)于氟離子。

(1)通過氫化物的穩(wěn)定性可以判斷非金屬性強(qiáng)弱，氫化物的穩(wěn)定性與鍵的極性有關(guān)，所以符合推斷氟元素的非金屬性強(qiáng)于氧元素條件的為cd，故答案為：cd；

(2)SiF4中硅原子和氟原子之間以極性共價(jià)鍵結(jié)合，SiF4與甲烷結(jié)構(gòu)相似，甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)，所以SiF4從整個(gè)分子來看，電荷的分布是均勻的，對(duì)稱的，為非極性分子，刻蝕反應(yīng)中的三種元素可組成同時(shí)含離子鍵和共價(jià)鍵的化合物為氫氧化鈉，其電子式為：；

(3)硅原子為14號(hào)元素，電子排布式1s22s22p63s23p2，共有5個(gè)軌道上排布電子，所以有5種不同能量的電子，原子核外電子是分層排布的，距離原子核越近能量越低，所以3p能量最高；

(4)在相同條件下，Na2SiO3、CaSiO3分別與等濃度等體積的氫氟酸反應(yīng)，Na2SiO3與氫氟酸反應(yīng)生成的NaF易溶于水，而CaSiO3與氫氟酸反應(yīng)生成的CaF2難溶于水，會(huì)覆蓋在固體表面，降低反應(yīng)速率，所以前者的反應(yīng)速率明顯大于后者；

(5)H2SO3 Ki1＝1.54×10﹣2大于HF Ki＝6.8×10﹣4，所以同濃度，亞硫酸酸性強(qiáng)于氫氟酸，即pH小于氫氟酸，濃度均為0.01mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中，通入0.02mol NH3充分反應(yīng)后，生成等濃度的亞硫酸氫銨、氟化銨，HF Ki＝6.8×10﹣4 大于NH3H2O Ki＝1.8×10﹣5大于H2SO3 Ki2＝1.02×10﹣7，所以亞硫酸氫根離子水解能力強(qiáng)于氟離子，溶液中離子濃度為：c(NH4+)＞c(F﹣)＞c(HSO3﹣)＞c(SO32﹣)。