Question

14．（1）已知元素M是組成物質(zhì)NH₄Al（SO₄）₂的一種元素．元素M的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第4個(gè)電子所需能量（即電離能，用符號(hào)I₁至I₄表示）如表所示：

	I1	I2	I3	I4
電離能（kJ/mol）	578	1817	2745	11578

元素M的名稱是鋁．
（2）不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用電負(fù)性來表示，下面是某些短周期元素電負(fù)性：

元素符號(hào)	Li	Be	B	C	O	F	Na	Al	Si	P	S	Cl
電負(fù)性	1.0	1.57	2.0	2.5	3.5	4.0	0.9	1.61	1.8	2.1	2.5	3.0

①通過分析電負(fù)性變化規(guī)律，確定Mg的電負(fù)性（用x表示）最小取值范圍：0.9＜x＜1.57．
②某有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式為，其中S-N中，你認(rèn)為共用電子對(duì)偏向誰？氮（寫原子名稱）
③已知元素電負(fù)性的差值一般大于1.7時(shí)，原子間形成離子鍵，小于該值則原子間形成共價(jià)鍵，請(qǐng)指出下列原子之間形成的化學(xué)鍵是離子鍵還是共價(jià)鍵．Be和F離子鍵，Si和Cl共價(jià)鍵．
（3）工業(yè)上冶煉Z時(shí)用到的催化劑是冰晶石，制取冰晶石（Na₃AlF₆）的化學(xué)方程式如下：
2Al（OH）₃+12HF+3A═2Na₃AlF₆+3CO₂↑+9H₂O
①反應(yīng)物A的化學(xué)式為 Na₂CO₃，屬于離子晶體
②冰晶石（Na₃AlF₆）是離子化合物，由兩種微粒構(gòu)成，冰晶石晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，“●”位于大立方體頂點(diǎn)和面心，“○”位于大立方體的12條棱的中點(diǎn)和8個(gè)小立方體的體心，那么大立方體的體心處“▽”所代表的微粒是Na⁺（填具體的微粒符號(hào)）
③若Na₃AlF₆的摩爾質(zhì)量為Mg/mol，若該晶胞的邊長為acm，密度為ρg/cm³，設(shè)N_A表示阿伏伽德羅常數(shù)，則N_A=$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$/mol（用M、a、ρ表示）．

Answer 1

分析 （1）從其電離能變化知，當(dāng)原子失去第四個(gè)電子時(shí)，其電離能急劇增加，說明該元素失去三個(gè)電子時(shí)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該元素最外層有3個(gè)電子；
（2）題中給出的x值與其原子在分子中吸引電子的能力有關(guān)，可根據(jù)元素周期性變化來推測Mg的x值，以表中數(shù)值可看出，同周期中元素的x值隨原子半徑的減小而增大，同主族自上而下x值減小，x值的變化體現(xiàn)周期性的變化；當(dāng)電負(fù)性之差大于1.7時(shí)，為離子鍵，小于1.7為共價(jià)鍵；
（3）①根據(jù)質(zhì)量生成判斷A的化學(xué)式，并以此確定晶體類型；
②該晶胞中●個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，○個(gè)數(shù)=12×$\frac{1}{4}$+8=11，根據(jù)化學(xué)式知，冰晶石中陽離子和陰離子個(gè)數(shù)之比為3：1，據(jù)此判斷大立方體的體心處▽所代表的微粒；
③該晶胞的體積為a³cm³，質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算．

解答 解：（1）從其電離能變化知，當(dāng)原子失去第四個(gè)電子時(shí)，其電離能急劇增加，說明該元素失去三個(gè)電子時(shí)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則該元素最外層有3個(gè)電子，N原子最外層有5個(gè)電子、Al氧原子最外層有3個(gè)電子、Si原子最外層有4個(gè)電子、S原子最外層有6個(gè)電子、O原子最外層有6個(gè)電子，所以符合條件的是Al元素，
故答案為：鋁；
（2）①依據(jù)Mg在元素周期表中的位置，同周期介于鈉和鋁之間其電負(fù)性范圍：0.9＜x＜1.61，同主族應(yīng)小于Be，既x＜1.57，綜上，0.9＜x＜1.57，
故答案為：0.9＜x＜1.57；
②電負(fù)性2.5＜x（N）＜3.5，大于S的2.5，則N原子電負(fù)性強(qiáng)，共用電子對(duì)偏向氮，故答案為：氮；
③元素電負(fù)性的差值一般大于1.7時(shí)，原子間形成離子鍵，小于該值則原子間形成共價(jià)鍵，Be和F的電負(fù)性之差為 4.0-1.57=2.43＞1.7，為離子鍵，
Si和Cl的電負(fù)性之差為3.0-1.8=1.2＜1.7，為共價(jià)鍵．
故答案為：1.7；離子鍵；共價(jià)鍵；
（3）①根據(jù)反應(yīng)的方程式并依據(jù)原子守恒可知，A應(yīng)該是Na₂CO₃．Na₂CO₃是離子化合物，屬于離子晶體，故答案為：Na₂CO₃；離子； 
②根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有●的個(gè)數(shù)是8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4個(gè)，含有○的個(gè)數(shù)是12×$\frac{1}{4}$+8=11．根據(jù)化學(xué)式知，Na⁺和[AlF₆]^3- 的個(gè)數(shù)比是3：1，則白色球和黑色球之比接近3：1，要使其為3：1，則▽所代表的應(yīng)該是Na⁺，
故答案為：Na⁺；
③該晶胞的體積為a³cm³，質(zhì)量為4×$\frac{M}{{N}_{A}}$，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{{a}^{3}}$g/cm³=$\frac{4M}{{{N_A}×{a^3}}}$g/cm³，則N_A=$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$/mol，
故答案為：$\frac{4M}{ρ{a}^{3}}$/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查晶胞計(jì)算、電負(fù)性、電離能、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，為高考高頻點(diǎn)，知道電離能規(guī)律及反�，F(xiàn)象、構(gòu)造原理等知識(shí)點(diǎn)，熟練掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算，題目難度中等．