题目内容
【题目】海洋是元素的摇篮,海水中含有大量卤族元素。NaCl晶胞结构示意图如下所示(晶胞边长为a nm).
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(1)元素 Na的价电子被激发到相邻高能级后形成的激发态Na原子,其价电子轨道表示式为__________。
(2)除了 NaCl,Cl 元素还能形成多种价态的化合物,如NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4,这四种钠盐对应的酸的酸性依次增强,试解释HClO4的酸性强于HClO3的原因:__________。
(3)在适当条件下,电解NaCl水溶液可制得 NaClO3。
①NaCl水溶液中存在的微粒间作用力有________(填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.配位键 D.氢键
②根据价层电子对互斥理论,预测ClO3-的空间构型为________,写出一个ClO3-的等电子体的化学符号:______________
(4)在NaCl晶体中,Na 位于Cl 所围成的正______面体的体心,该多面体的边长是______nm。
(5)Na 半径与Cl半径的比值为______(保留小数点后3位,
=1.414)。
【答案】
HClO3和HClO4,可分别表示为(HO)ClO2,和(HO)ClO3,HClO3中Cl为+5价,HClO4中Cl为+7价。后者正电性更高,导致H、O之间的电子对向O偏移,更易电离出H+(或HClO4中非羟基氧数比HClO3多,故HClO4酸性比HClO3强) BCD 三角锥形 SO32-、IO3-或BrO3- 八
0.414
【解析】
(1)元素Na的焰色反应呈黄色;激发态Na原子价电子由3s能级激发到3p能级,其价电子轨道表示式为
;
(2)HClO3和HClO4,可分别表示为(HO)ClO2和(HO)ClO3,HClO3中Cl为+5价,HClO4中Cl为+7价。后者正电性更高,导致H、O之间的电子对向O偏移,更易电离出H+(或HClO4中非羟基氧数比HClO3多,故HClO4酸性比HClO3强)。
(3)①A.在NaCl的水溶液中,NaCl电离成自由移动的钠离子和氯离子,离子键被破坏,A不符合题意;
B.水分子中存在极性共价键,B符合题意;
C.氢离子提供空轨道,水分子中的氧原子提供孤电子对,存在配位键,C正确;
D.水分子间存在氢键,D正确;
答案选BCD。
②根据价层电子对互斥理论,ClO3-的价层电子对数是4,中心原子上的孤电子对数是1,故ClO3-的空间构型为三角锥形;原子个数相等,价电子总数相同的分子或离子互为等电子体,故与ClO3-的等电子体的物质是SO32-、IO3-或BrO3-;
(4)晶体中,以Na+为中心在它的上下前后左右有6个Cl-,Na+位于Cl-所围成的八面体的体心,如图
,该多面体的边长=图中对角线长的一半=
;
(5)根据图
,NaCl晶体中阴阳离子的最短距离为anm的一半即
nm,Cl-半径为对角线的
,即为
nm,由图
,Na+半径为(
nm-
nm),所以Na+半径与Cl-半径之比为(
nm-
nm):
nm=0.414 。