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____________等化学键。

（2）生成物中含有10个电子的分子是________(写分子式)，该分子的空间构型_______，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）冰晶石由两种微粒构成，冰晶石的晶胞结构如图甲所示，“●”位于大立方体的顶点和面心，“○”位于大立方体的12条棱的中点、大立方体的体心和8个小立方体的体心，那么大立方体的面心处所代表的微粒是__________(填微粒符号)。

（5）Al单质的晶体中原子的堆积方式如图乙所示，其晶胞特征如图丙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丁所示：

若已知Al的原子半径为r pm，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原子的数目为___________个； Al晶体的密度为________ g/cm³ (用字母表示)。

Answer

Na3AlF6 离子键 、共价键、配位键 H2O V形 sp3 F AlF 4

【解析】试题分析：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。由质量守恒定律可知，A为Na3AlF6，其为离子化合物，含有离子键、共价键和配位键。

（1）冰晶石的化学式为Na3AlF6， 含有离子键 、共价键、配位键等化学键。

（2）生成物中含有10个电子的分子是H2O，其中O的价层电子对数为4，故其杂化类型为sp3杂化，H2O分子空间构型为V形。

（3）反应物中电负性最大的元素为F，其原子最外层的电子排布图为。

（4）冰晶石由两种微粒构成，由冰晶石的晶胞结构示意图可知，“●”位于大立方体的顶点和面心，则“●”共有4个；“○”位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心，则“○”共有，两种微粒的个数比为1:3，所以，大立方体的面心处所代表的微粒是AlF。

（5）由乙、丙、丁可知，Al的晶胞为面心立方则一个晶胞中Al原子的数目为4个；。若已知Al的原子半径为r pm，则晶胞的边长为pm=；NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量为M，则1mol 晶胞的质量和体积分别4M g为和，Al晶体的密度为g/cm3。