Question

【題目】[化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]國務(wù)院批復(fù)通過的《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016﹣﹣2020年）》中，首次將螢石等24種礦產(chǎn)列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)目錄。螢石為氟化鈣的俗名，其重要用途是生產(chǎn)氫氟酸。

（1）基態(tài)F原子核外電子共有_____種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)Ca2+的最外層電子排布圖為_____。

（2）實(shí)驗(yàn)室制氟化氫是用螢石與濃硫酸反應(yīng)，但該反應(yīng)不可以在玻璃器皿中進(jìn)行，請用化學(xué)反應(yīng)方程式解釋原因_____，該反應(yīng)涉及的元素電負(fù)性最大的是_____（用元素符號表示）。該反應(yīng)的產(chǎn)物之一會與反應(yīng)物繼續(xù)反應(yīng)生成H2SiF6，則H2SiF6分子的中心原子價(jià)層電子對數(shù)為_____。

（3）CaF2與CaCl2熔點(diǎn)比較低的物質(zhì)是_____，原因是_______________。CaF2晶胞如圖，其中Ca2+的配位數(shù)為_____。在CaF2晶體中Ca2+的離子半徑為a cm，F﹣的離子半徑為bcm；則CaF2的密度為_____gcm﹣3（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA）。

Answer 1

【答案】9 SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O F 6 CaCl2 二者均為離子晶體，Cl﹣半徑大于F-，則CaCl2的晶格能大于CaF2的晶格能 8

【解析】

（1）基態(tài)F原子含有9個(gè)核外電子，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同；基態(tài)Ca2+的排布式為1s22s22p63s23p6；

（2）氫氟酸能與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅氣體和水；反應(yīng)涉及元素有H、O、F、Si；H2SiF6與SiF62-中心原子價(jià)層電子對數(shù)相同；

（3）離子晶體，離子半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高； 根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，一個(gè)Ca2+離子距離相等且最近的F-有8個(gè)；根據(jù)ρ=計(jì)算。

（1）基態(tài)F原子含有9個(gè)核外電子，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，則有9種種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；基態(tài)Ca2+的排布式為1s22s22p63s23p6，最外層為第三層，則排布圖為；

（2）氫氟酸能與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅氣體和水，方程式為SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O；反應(yīng)涉及元素有H、O、F、Si，電負(fù)性最大的為F；H2SiF6與SiF62-中心原子價(jià)層電子對數(shù)相同，則中心Si原子的孤電子對數(shù)=（4+2-1×6）=0，無孤電子對，只含有6條共價(jià)鍵，則中心原子價(jià)層電子對數(shù)為6；

（3）CaF2與CaCl2均為離子晶體， r（F-）<r（Cl-），離子半徑越小，晶格能越大，熔點(diǎn)越高，則CaCl2的熔點(diǎn)較低； 根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，一個(gè)F-周圍距離最近且相等的Ca2+離子有4個(gè)，則一個(gè)Ca2+離子距離相等且最近的F-有8個(gè)，則配位數(shù)為8；Ca2+在頂點(diǎn)和面心，N（Ca2+）=8×+6×=4，F-在晶胞內(nèi)，個(gè)數(shù)為8，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，體對角線=4×（a+b），則V=，==。