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【题目】氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量的Ti,有利于NaAlH4吸氢,释氢。AlCl3和NaH在PCl3或PCl5催化下可合成NaAlH4(晶胞结构如右下图所示)。

(1)单质磷与Cl2反应,可以生成PCl3和PCl5.其中各原子均满足8电子稳定结构的化合物中,P原子的杂化轨道类型为_______,其分子的空间构型为__________。

(2)NaH的熔点为800℃,不溶于有机溶剂。NaH属于____晶体,其电子式为___________。

(3)AlH4-中,Al的轨道杂化方式为___________;列举与AlH4-空间构型相同的两种离子____________________(填化学式)。

(4)NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有_________个;NaAlH4晶体的密度为________g/cm3(用含a的代数式表示)。

(5)若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为_________(填化学式)。

【答案】 sp3杂化 三角锥型 离子 Na+[∶H]- sp3 NH4+、BH4(或“SO42” “PO43” 等其他合理答案) 8 54/(301a3) 或 108×1021/(NAa3) Na3Li(AlH4)4

【解析】(1) PCl3和PCl5中各原子均满足8电子稳定结构的化合物是PCl3,P原子的杂化轨道类型为sp3杂化,P原子上有一个孤对电子,其分子的空间构型为三角锥型;

(2) NaH属于离子晶体,其电子式为Na+[∶H]-;

(3)在AlH4-中,Al的轨道杂化方式为sp3;其空间构型为正四面体,具有相同空间构型的离子还有NH4+、BH4(或“SO42” “PO43” 等);

(4) 在NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个,分别在同层四个角和上下面心上有四个;该晶胞中含有Na+=,AlH4-=,所以其化学式为Na4(AlH4)4,该晶胞的质量为m= ,其体积V=2a3×10-21cm3,所以该晶体的密度为1.08×1023/(NAa3) g/cm3,或者54/301a3 g/cm3;

(5)由上述分析可知,若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为Na3Li(AlH4)4。

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