Question

【題目】在電解煉鋁過程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔點的作用。冰晶石的生產原理為2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2A＋3CO2↑＋9H2O。根據題意完成下列填空：

（1）冰晶石的化學式為____________， 含有____________等化學鍵。

（2）生成物中含有10個電子的分子是________(寫分子式)，該分子的空間構型_______，中心原子的雜化方式為___________________。

（3）反應物中電負性最大的元素為________(填元素符號)，寫出其原子最外層的電子排布圖_______________。

（4）冰晶石由兩種微粒構成，冰晶石的晶胞結構如圖甲所示，“●”位于大立方體的頂點和面心，“○”位于大立方體的12條棱的中點、大立方體的體心和8個小立方體的體心，那么大立方體的面心處所代表的微粒是__________(填微粒符號)。

（5）Al單質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系的平面圖如圖丁所示：

若已知Al的原子半徑為r pm，NA代表阿伏加德羅常數，Al的相對原子質量為M，則一個晶胞中Al原子的數目為___________個； Al晶體的密度為________ g/cm3 (用字母表示)。

Answer 1

【答案】 Na3AlF6 離子鍵 、共價鍵、配位鍵 H2O V形 sp3 F AlF 4

【解析】試題分析：在電解煉鋁過程中加入冰晶石(用“A”代替)，可起到降低Al2O3熔點的作用。冰晶石的生產原理為2Al(OH)3＋12HF＋3Na2CO3=2A＋3CO2↑＋9H2O。由質量守恒定律可知，A為Na3AlF6，其為離子化合物，含有離子鍵、共價鍵和配位鍵。

（1）冰晶石的化學式為Na3AlF6， 含有離子鍵 、共價鍵、配位鍵等化學鍵。

（2）生成物中含有10個電子的分子是H2O，其中O的價層電子對數為4，故其雜化類型為sp3雜化，H2O分子空間構型為V形。

（3）反應物中電負性最大的元素為F，其原子最外層的電子排布圖為。

（4）冰晶石由兩種微粒構成，由冰晶石的晶胞結構示意圖可知，“●”位于大立方體的頂點和面心，則“●”共有4個；“○”位于大立方體的12條棱的中點和8個小立方體的體心，則“○”共有，兩種微粒的個數比為1:3，所以，大立方體的面心處所代表的微粒是AlF。

（5）由乙、丙、丁可知，Al的晶胞為面心立方則一個晶胞中Al原子的數目為4個；。若已知Al的原子半徑為r pm，則晶胞的邊長為pm=；NA代表阿伏加德羅常數，Al的相對原子質量為M，則1mol 晶胞的質量和體積分別4M g為和，Al晶體的密度為g/cm3。