Question

5．氟在自然界中常以CaF₂的形式存在．
（1）下列關于CaF₂的表述正確的是bd．
a．Ca²⁺與F^-間僅存在靜電吸引作用
b．F^-的離子半徑小于Cl^-，則CaF₂的熔點高于CaCl₂
c．陰陽離子比為2：1的物質(zhì)，均與CaF₂晶體構(gòu)型相同
d．CaF₂中的化學鍵為離子鍵，因此CaF₂在熔融狀態(tài)下能導電
（2）已知AlF₆^3-在溶液中可穩(wěn)定存在．CaF₂難溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，原因是3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-（用離子方程式表示）．
（3）F₂通入稀NaOH溶液中可生成OF₂，OF₂分子構(gòu)型為V形，其中氧原子的雜化方式為sp³．
（4）F₂與其他鹵素單質(zhì)反應可以形成鹵素互化物，例如ClF₃、BrF₃等．已知反應Cl₂（g）+3F₂（g）=2ClF₃（g）△H=-313kJ•mol^-1，F(xiàn)-F鍵的鍵能為159kJ•mol^-1，Cl-Cl鍵的鍵能為242kJ•mol^-1，則ClF₃中Cl-F鍵的平均鍵能為172kJ•mol^-1．ClF₃的熔、沸點比BrF₃的低（填“高”或“低”）．

Answer 1

分析 （1）a．陰陽離子間存在靜電引力和靜電斥力，則；
b．離子晶體的熔點與離子所帶電荷、離子半徑有關；
c．晶體的結(jié)構(gòu)與電荷比、半徑比有關；
d．離子化合物在熔融時能發(fā)生電離；
（2）F^-與Al³⁺能形成很難電離的配離子AlF₆^3-；
（3）根據(jù)價層電子對互斥理論分析，先計算價層電子對數(shù)，再判斷中心原子的雜化類型，及分子構(gòu)型；
（4）△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能；相對分子質(zhì)量越大，分子晶體的熔沸點越高．

解答 解：（1）a．陰陽離子間存在靜電引力和靜電斥力，Ca²⁺與F^-間存在靜電吸引作用，還存在靜電斥力，故a錯誤；
b．離子晶體的熔點與離子所帶電荷、離子半徑有關，離子半徑越小，離子晶體的熔點越高，所以CaF₂的熔點高于CaCl₂，故b正確；
c．晶體的結(jié)構(gòu)與電荷比、半徑比有關，陰陽離子比為2：1的物質(zhì)，與CaF₂晶體的電荷比相同，若半徑比相差較大，則晶體構(gòu)型不相同，故c錯誤；
d．CaF₂中的化學鍵為離子鍵，離子化合物在熔融時能發(fā)生電離，存在自由移動的離子，能導電，因此CaF₂在熔融狀態(tài)下能導電，故b正確；
故答案為：bd；
（2）CaF₂難溶于水，但可溶于含Al³⁺的溶液中，因為在溶液中F^-與Al³⁺能形成很難電離的配離子AlF₆^3-，使CaF₂的溶解平衡正移，其反應的離子方程式為：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-，
故答案為：3CaF₂+Al³⁺=3Ca²⁺+AlF₆^3-；
（3）OF₂分子中O原子的價層電子對數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（6-2×1）=4，則O原子的雜化類型為sp³雜化，含有2個孤電子對，所以分子的空間構(gòu)型為V形，
故答案為：V形；sp³；
（4）△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，設Cl-F鍵的平均鍵能為QkJ•mol^-1，
則242+159×3-2×3×Q=-313，解得Q=172；
相對分子質(zhì)量越大，分子晶體的熔沸點越高，已知ClF₃的相對分子質(zhì)量比BrF₃的小，所以ClF₃的熔、沸點比BrF₃的低，
故答案為：172；低．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，為高頻考點，涉及晶體熔沸點的比較、化學鍵、沉淀溶解平衡、雜化理論的應用、鍵能與反應熱的計算等，綜合性較強，側(cè)重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力，題目難度中等．