Question

【题目】[化学—选修3：物质结构与性质]国务院批复通过的《全国矿产资源规划（2016﹣﹣2020年）》中，首次将萤石等24种矿产列入战略性矿产目录。萤石为氟化钙的俗名，其重要用途是生产氢氟酸。

（1）基态F原子核外电子共有_____种运动状态，基态Ca2+的最外层电子排布图为_____。

（2）实验室制氟化氢是用萤石与浓硫酸反应，但该反应不可以在玻璃器皿中进行，请用化学反应方程式解释原因_____，该反应涉及的元素电负性最大的是_____（用元素符号表示）。该反应的产物之一会与反应物继续反应生成H2SiF6，则H2SiF6分子的中心原子价层电子对数为_____。

（3）CaF2与CaCl2熔点比较低的物质是_____，原因是_______________。CaF2晶胞如图，其中Ca2+的配位数为_____。在CaF2晶体中Ca2+的离子半径为a cm，F﹣的离子半径为bcm；则CaF2的密度为_____gcm﹣3（设阿伏加德罗常数的值为NA）。

Answer 1

【答案】9 SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O F 6 CaCl2 二者均为离子晶体，Cl﹣半径大于F-，则CaCl2的晶格能大于CaF2的晶格能 8

【解析】

（1）基态F原子含有9个核外电子，每个电子的运动状态不同；基态Ca2+的排布式为1s22s22p63s23p6；

（2）氢氟酸能与二氧化硅反应生成四氟化硅气体和水；反应涉及元素有H、O、F、Si；H2SiF6与SiF62-中心原子价层电子对数相同；

（3）离子晶体，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高； 根据晶胞结构，一个Ca2+离子距离相等且最近的F-有8个；根据ρ=计算。

（1）基态F原子含有9个核外电子，每个电子的运动状态不同，则有9种种运动状态；基态Ca2+的排布式为1s22s22p63s23p6，最外层为第三层，则排布图为；

（2）氢氟酸能与二氧化硅反应生成四氟化硅气体和水，方程式为SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O；反应涉及元素有H、O、F、Si，电负性最大的为F；H2SiF6与SiF62-中心原子价层电子对数相同，则中心Si原子的孤电子对数=（4+2-1×6）=0，无孤电子对，只含有6条共价键，则中心原子价层电子对数为6；

（3）CaF2与CaCl2均为离子晶体， r（F-）<r（Cl-），离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，则CaCl2的熔点较低； 根据晶胞结构，一个F-周围距离最近且相等的Ca2+离子有4个，则一个Ca2+离子距离相等且最近的F-有8个，则配位数为8；Ca2+在顶点和面心，N（Ca2+）=8×+6×=4，F-在晶胞内，个数为8，根据晶胞结构，体对角线=4×（a+b），则V=，==。