Question

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═2A+3CO₂↑+9H₂O．根据题意完成下列填空：

（1）冰晶石的化学式为

 

，含有离子键、

 

等化学键
（2）生成物中含有10个电子的分子空间构型为

 

，中心原子的杂化方式为

 

（3）反应物中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

 

（4）Al单质的晶体中原子堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置的平面图如图丙所示．若已知Al的原子半径为d，N_A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的原子个数为

 

；Al晶体的密度为

 

（用字母表示）

Answer 1

考点：化学键,元素电离能、电负性的含义及应用,判断简单分子或离子的构型,晶胞的计算,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）冰晶石是六氟合铝酸钠，化学式Na₃AlF₆；六氟合铝（Ⅲ）酸根离子中含有配位键；
（2）根据方程式可知生成物10电子的物质是水，依据水分子的空间构型解答；
（3）元素非金属性越强电负性越大，依据F最外层电子排布可画出电子排布图；
（4）依据Al单质的晶体中原子堆积方式图解答．

解答： 解：（1）冰晶石的化学式为Na₃AlF₆，Na⁺与AlF之间为离子键，而AlF是以配位键形成的；
故答案为：Na₃AlF₆；配位键；
（2）生成物中10电子分子是H₂O，氧原子采取sp³杂化，由于氧原子外含有两对孤对电子，故分子结构为V形；
故答案为：V形； sp³；
（3）F是电负性最大的元素，其最外层电子排布图为；
故答案为：F；；

（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6×

1

2

+8×

1

8

=4；设Al晶胞的边长为a，则有：2a²=（4d）²，a=2

2

d，Al晶胞的体积为V=16

2

d³ ，故Al晶体的密度为

M

4 2 d3NA

．
故答案为：4；

M

4 2 d3NA

．

点评：本题考查了化学键，电负性、分子的空间构型，原子轨道的杂化方式、晶胞的计算，题目综合性强，难度大，看清晶胞的示意图是晶胞计算的解题关键．