高中化学2022春人教版 选择性必修2 第三章 第三节 第1课时 金属晶体 离子晶体（学案+课时练 word版含解析）

第三节　金属晶体与离子晶体
第1课时　金属晶体　离子晶体
[核心素养发展目标]　1.能辨识常见的金属晶体，能从微观角度分析金属晶体中构成微粒及微粒间作用，并解释金属的物理性质。2.能辨识常见的离子晶体，能从微观角度理解离子键对离子晶体性质的影响，能从宏观角度解释离子晶体性质的差异。3.通过对离子晶体模型的认识，理解离子晶体的结构特点，预测其性质。
一、金属键与金属晶体
1．金属键
(1)本质：“电子气理论”把金属键描述为金属原子脱落下来的价电子形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而把所有的金属原子维系在一起。
(2)金属键的强弱和对金属性质的影响
①金属键的强弱主要决定于金属元素的原子半径和价电子数。原子半径越大、价电子数越少，金属键越弱；反之，金属键越强。
②金属键越强，金属的熔、沸点越高，硬度越大。如：熔点最高的金属是钨，硬度最大的金属是铬。
2．金属晶体
(1)在金属晶体中，原子间以金属键相结合。
(2)金属晶体的性质：优良的导电性、导热性和延展性。
(3)金属晶体中，除了纯金属，还有大量的合金。合金的组成和结构非常复杂多样。大多数合金以一种金属为主要组成。
1．试用“电子气理论”解释为什么金属具有良好的①延展性、②导电性、③导热性。
提示　①当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但原来的排列方式不变，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用，并且电子气没有被破坏，所以金属有良好的延展性；
②金属晶体中的自由电子在电场中定向移动而形成电流，呈现良好的导电性；
③电子气中的自由电子在热的作用下运动时频繁与金属原子碰撞，从而引起能量传递，呈现良好的导热性。
2．试用金属键解释Na、Mg、Al的熔点逐渐升高的原因。
提示　Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小，价电子数逐渐增多，金属键逐渐增强，熔点逐渐升高。
3．金属键可以看成是许多原子共用许多电子所形成的强烈相互作用，和共价键类似。金属键有饱和性和方向性吗？
提示　没有；金属键是金属阳离子和自由电子之间的强烈的相互作用，自由电子为整个金属的所有阳离子所共有，故金属键没有方向性和饱和性。
1．正误判断
(1)金属在常温下都是晶体(　　)
(2)金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用(　　)
(3)金属晶体在外力作用下，各层之间发生相对滑动，金属键被破坏(　　)
(4)共价晶体的熔点一定比金属晶体的高，分子晶体的熔点一定比金属晶体的低(　　)
(5)金属晶体除了纯金属，还有大量的合金(　　)
(6)有机高分子化合物一定不能导电(　　)
(7)金属的电导率随温度的升高而降低(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√
2．(2020·山东枣庄三中高二月考)金属材料具有良好的延展性的原因是(　　)
A．金属原子半径都较大，价电子数较少
B．金属受外力作用变形时，晶体中各原子层会发生相对滑动
C．金属中大量自由电子受外力作用时，运动速率加快
D．自由电子受外力作用时能迅速传递能量
答案　B
解析　金属原子价电子数较少，容易失去电子，不能说明有延展性，A错误；金属受外力作用时，晶体中各原子层之间会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式 ，故金属有良好的延展性，B正确；金属的延展性与原子层的相对滑动有关，与电子的运动无关，C错误；自由电子传递能量与金属延展性无关，可以影响金属的导热性，D错误。
3．“神九”载人飞船上使用了锂镁合金和锂铝合金等合金材料，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．飞船使用的合金材料，一般具有质量轻、强度高的特点
B．锂铝合金中铝、锂的金属性不如钠强
C．锂镁合金和锂铝合金性质相当稳定，不会与酸发生化学反应
D．锂镁合金是一种具有金属特性的物质，易导热、导电
答案　C
解析　A项，航天材料要符合质地轻、硬度大等基本要求；B项，根据碱金属元素性质递变规律可知Na的金属性比Li强，根据金属活动性顺序可知Na的金属性比铝强；C项，锂、镁按一定比例熔合而得到锂镁合金，具有活泼金属的性质，能与酸反应；D项，合金改变了金属内部结构，但仍具有金属的导热、导电性等性质。
(1)金属导电与电解质溶液导电的比较
运动的微粒 过程中发生的变化 温度的影响
金属导电 自由电子 物理变化 升温，导电性减弱
电解质溶液导电 阴、阳离子 化学变化 升温，导电性增强
(2)金属熔、沸点高低的比较
金属阳离子半径越小，所带电荷越多，则金属键越强，金属的熔、沸点就越高，一般存在以下规律：
①同周期金属单质，从左到右(如Na、Mg、Al)熔、沸点逐渐升高。
②同主族金属单质，从上到下(如碱金属)熔、沸点逐渐降低。
③合金的熔、沸点比其各成分金属的熔、沸点低。
④金属晶体熔点差别很大，如汞常温为液体，熔点很低(－38.9 ℃)，而铁金属熔点很高(1 535 ℃)。
二、离子晶体
1．离子键及其影响因素
(1)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。
(2)影响因素：离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强。
特别提醒　离子键没有方向性和饱和性。
2．离子晶体及其物理性质
(1)概念：由阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体。
(2)离子晶体的性质
①熔、沸点较高，硬度较大。
②离子晶体不导电，但熔化或溶于水后能导电。
③大多数离子晶体能溶于水，难溶于有机溶剂。
3．常见离子晶体的结构
(1)NaCl晶胞
NaCl晶胞如图所示，每个Na＋周围距离最近的Cl－有6个(上、下、左、右、前、后各1个)，构成正八面体，每个Cl－周围距离最近的Na＋有 6个，构成正八面体，由此可推知晶体的化学式为NaCl。回答下列问题：
①每个Na＋(Cl－)周围距离相等且最近的Na＋(Cl－)是12个。
②每个晶胞中实际拥有的Na＋数是4个，Cl－数是4个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化钠晶体的密度为 g·cm－3。
(2)CsCl晶胞
CsCl晶胞如图所示，每个Cs＋周围距离最近的Cl－有8个，每个Cl－周围距离最近的Cs＋有 8个，它们均构成正六面体，由此可推知晶体的化学式为CsCl。回答下列问题：
①每个Cs＋(Cl－)周围距离最近的Cs＋(Cl－)有 6个，构成正八面体。
②每个晶胞中实际拥有的Cs＋有 1个，Cl－有 1个。
③若晶胞参数为a pm，则氯化铯晶体的密度为 g·cm－3。
1．含金属阳离子的晶体一定是离子晶体吗？
提示　不一定。也可能是金属晶体。
2．含有阴离子的晶体一定含有金属离子吗？
提示　含有阴离子的晶体，一定含有阳离子，但不一定是金属阳离子，如铵盐。
3．NaCl的熔点为801 ℃，CsCl的熔点为645 ℃，试解释其原因。
提示　Na＋、Cs＋所带电荷一样，但Na＋的半径小于Cs＋的半径，NaCl中的离子键强于CsCl中的离子键，所以NaCl的熔点高于CsCl的熔点。
1．正误判断
(1)离子晶体中一定含有金属元素(　　)
(2)由金属元素和非金属元素组成的晶体一定是离子晶体(　　)
(3)有些离子晶体中除含离子键外还存在共价键(　　)
(4)离子晶体的熔点一定低于共价晶体的熔点(　　)
(5)离子晶体受热熔化，破坏化学键，吸收能量，属于化学变化(　　)
(6)某些离子晶体受热失去结晶水，属于物理变化(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
2．自然界中的CaF2又称萤石，是一种难溶于水的固体，属于典型的离子晶体。下列一定能说明CaF2是离子晶体的实验是(　　)
A．CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B．CaF2的熔、沸点较高，硬度较大
C．CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
答案　C
解析　离子晶体中含有离子键，离子键在熔融状态下被破坏，电离出自由移动的阴、阳离子，所以离子晶体在熔融状态下能够导电，这是判断某晶体是否为离子晶体的依据。
3．在离子晶体中，阴、阳离子按一定的规律进行排列，如图甲是NaCl的晶胞结构。在离子晶体中，阴、阳离子具有或近似具有球形对称结构，它们可以看作是不等径的刚性圆球，并彼此相切，如图乙。已知a为常数。
(1)在NaCl晶体中，每个Na＋同时吸引________个Cl－；而Na＋与Cl－的数目之比为________。
(2)Na＋半径与Cl－半径之比为________(已知≈1.414)。
(3)若a＝5.6×10－8 cm，NaCl晶体的密度为________(已知5.63≈175.6，NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1)。
答案　(1)6　1∶1　(2)0.414∶1　(3)2.2 g·cm－3
解析　(1)观察晶胞的结构可知，每个Na＋同时吸引6个Cl－；在每个晶胞中含Na＋的个数为4，含Cl－的个数也为4，即Na＋与Cl－的数目之比为1∶1。
(2)由图乙可知，因为r(Cl－)＞r(Na＋)，则r(Cl－)＝，2r(Na＋)＝a－2r(Cl－)＝a－2×，r(Na＋)＝，＝∶＝(－1)∶1＝0.414∶1。
(3)由NaCl晶体结构分析，每个晶胞中含有4个“NaCl”，则ρV＝，ρ＝ g·cm－3
≈2.2 g·cm－3。
1．下列叙述正确的是(　　)
A．任何晶体中，若含有阳离子，就一定含有阴离子
B．金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子间的相互作用
C．价电子数越多，金属元素的金属性越强
D．含有金属元素的离子不一定是阳离子
答案　D
解析　金属晶体中虽然存在阳离子，但没有阴离子，A错误；金属晶体的形成是因为晶体中存在金属阳离子与自由电子之间的相互作用，B错误；价电子数多的金属元素的金属性不一定强，如Fe的价电子数比Na多，但Fe的金属性却没有Na的强，C错误；含有金属元素的离子不一定是阳离子，如AlO是阴离子，D正确。
2．下列关于金属键的叙述不正确的是(　　)
A．金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间强烈的相互作用，其实质与离子键类似，也是一种电性作用
B．金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用，所以与共价键类似，也有方向性和饱和性
C．金属键是金属阳离子和“自由电子”间的相互作用，金属键无饱和性和方向性
D．构成金属键的“自由电子”在整个金属内部的三维空间中做自由运动
答案　B
解析　从构成物质的基本微粒的性质看，金属键与离子键的实质类似，都属于电性作用，特征都是无方向性和饱和性；自由电子是由金属原子提供的，并且在整个金属内部的三维空间内运动，为整个金属中的所有阳离子所共有，从这个角度看，金属键与共价键有类似之处，但两者又有明显的不同，如金属键无方向性和饱和性。
3．金属晶体熔、沸点的高低和硬度大小一般取决于金属键的强弱，而金属键与金属阳离子所带电荷的多少及半径大小有关。由此判断下列说法正确的是(　　)
A．金属镁的熔点大于金属铝
B．碱金属单质的熔、沸点从Li到Cs是逐渐增大的
C．金属铝的硬度大于金属钠
D．金属镁的硬度小于金属钙
答案　C
解析　金属阳离子所带电荷数越多，半径越小，金属键越强，据此判断。
4．下列物质的晶体一定属于离子晶体的是(　　)
A．在水中能电离出离子的物质
B．在水中能电离出SO的化合物
C．在水中能电离出Na＋的化合物
D．熔化时化学键无变化的化合物
答案　C
5．根据CsCl的晶胞结构分析，CsCl晶体中两距离最近的Cs＋间距离为a，则每个Cs＋周围与其距离为a的Cs＋数目为________；每个Cs＋周围距离相等且次近的Cs＋数目为________，距离为____________；每个Cs＋周围距离相等且第三近的Cs＋数目为________，距离为________；每个Cs＋周围紧邻且等距的Cl－数目为________。
答案　6　12　a　8　a　8
解析　以题图的一个Cs＋为基准，与其最近的Cs＋分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位，有6个；与其次近的Cs＋的距离为a，在1个晶胞中有3个，而1个Cs＋为8个晶胞共有，故有8×3×＝12个；与其第三近的Cs＋的距离为a，每个晶胞中有1个，故有8个；与其紧邻且等距的Cl－有8个。
题组一　金属键及金属晶体
1．下列有关金属晶体的说法正确的是(　　)
A．金属晶体所有性质均与金属键有关
B．最外层电子数少于3个的原子一定都是金属
C．任何状态下都有延展性
D．都能导电、传热
答案　D
解析　金属键只影响金属的物理性质，A项错误；H、He最外层电子数都少于3个，但它们不是金属，B项错误；金属的延展性指的是能抽成细丝、压成薄片的性质，在液态时，由于金属具有流动性，不具备延展性，C项错误；金属晶体中存在自由电子，能够导电、传热，D项正确。
2．关于金属性质和原因的描述不正确的是(　　)
A．金属一般具有银白色光泽是物理性质，与金属键没有关系
B．金属具有良好的导电性，是因为在金属晶体中共享了金属原子的价电子，形成了“电子气”，在外电场的作用下自由电子定向移动便形成了电流，所以金属易导电
C．金属具有良好的导热性能，是因为自由电子在受热后，加快了运动速率，自由电子通过与金属离子发生碰撞，传递了能量
D．金属晶体具有良好的延展性，是因为金属晶体中的原子层可以滑动而不破坏金属键
答案　A
解析　金属具有金属光泽是由于金属中的自由电子吸收了可见光以后，发生跃迁，成为高能态，然后又回到低能态时，把多余的能量以可见光的形式释放出来，因而金属一般显银白色光泽；金属导电性是由于在外加电场作用下，电子气中的电子定向移动形成电流；导热性是由于自由电子受热后与金属离子发生碰撞，传递能量；良好的延展性是由于原子层滑动时，金属键未被破坏。
3．根据下列晶体的相关性质，判断可能属于金属晶体的是(　　)
选项 晶体的相关性质
A 由分子间作用力结合而成，熔点低
B 固态或熔融态时易导电，熔点在1 000 ℃左右
C 由共价键结合成空间网状结构，熔点高
D 固体不导电，但溶于水或熔融后能导电
答案　B
解析　A项，由分子间作用力结合而成的晶体属于分子晶体，错误；B项，金属晶体中有自由移动的电子，能导电，绝大多数金属在常温下为固体，熔点较高，所以固态或熔融态时易导电，熔点在1 000 ℃左右的晶体可能属于金属晶体，正确；C项，相邻原子之间通过共价键结合形成的空间网状结构的晶体属于共价晶体，错误；D项，固体不导电，说明晶体中无自由移动的带电微粒，则不可能为金属晶体，错误。
4．下列关于金属键或金属的性质说法正确的是(　　)
①金属的导电性是由金属阳离子和自由电子的定向移动实现的
②金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
③第三周期金属元素Na、Mg、Al的沸点依次升高
④金属键没有方向性和饱和性，金属中的电子在整个三维空间运动，属于整个金属
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
答案　C
解析　金属的导电性是因为在外加电场的作用下，自由电子发生定向移动，而金属阳离子并没有移动，因此①错误；金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用，并非仅存在静电吸引作用，因此②错误；③④正确。
题组二　离子晶体及其性质
5．有关离子晶体的下列说法不正确的是(　　)
A．离子晶体在熔融状态时都能导电
B．离子晶体具有较高的熔、沸点，较大的硬度
C．离子晶体中阴、阳离子个数比为1∶1
D．氯化钠溶于水时离子键被破坏
答案　C
解析　在熔融状态下，离子晶体中存在自由移动的离子，故能导电，A项正确；离子晶体具有较高的熔、沸点和较大的硬度，B项正确；离子晶体中阴、阳离子个数比各不相同，C项不正确；氯化钠溶于水时，电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏，D项正确。
6．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是(　　)
A．离子键：NaF＞NaCl＞NaBr
B．硬度：MgO＞CaO＞BaO
C．熔点：NaF＞MgF2＞AlF3
D．1个阴离子周围等距离且最近的阳离子数为CsCl＞NaCl
答案　C
解析　离子半径：Br－＞Cl－＞F－，离子半径越小，所带电荷数越大，离子键越强，故A正确；原子半径：Ba＞Ca＞Mg，原子半径越大，键能越小，硬度越小，故B正确；离子半径：Na＋
＞Mg2＋＞Al3＋，离子半径越小，电荷越多，则熔点越高，故C错误。
7．关于离子晶体的下列说法正确的是(　　)
①离子晶体中的组成微粒是阴、阳离子　②离子晶体中微粒间的作用是离子键　③离子晶体中微粒间只存在异性电荷的互相吸引　④离子晶体中只存在离子键
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
答案　A
解析　离子晶体中的组成微粒只有阴、阳离子，故①正确；离子晶体中阴、阳离子间的静电作用称为离子键，故②正确；离子晶体中微粒间的作用包括吸引力和排斥力，故③错误；离子晶体一定含离子键，可能含共价键，如NaOH既有离子键，又有共价键，故④错误。
8．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是(　　)
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
答案　C
解析　首先判断球碳盐K3C60中，在K与C之间有离子键；而60个C之间为共价键；所以该晶体在熔融状态下能电离出K＋，所以能导电；D选项中的同素异形体应该对应由相同元素组成的不同单质，12C不是单质而是元素符号或者代表一个碳原子。
题组三　离子晶体晶胞的分析与应用
9．钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体，其晶胞的结构如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．该晶体属于离子晶体
B．晶体的化学式为Ba2O2
C．该晶体的晶胞结构与CsCl相似
D．与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有8个
答案　A
解析　晶体中含有Ba2＋和O，则该晶体属于离子晶体，A正确；该晶体的晶胞结构与NaCl的晶胞结构相似，所以与每个Ba2＋距离相等且最近的Ba2＋共有12个，C、D不正确；该氧化物的1个晶胞中含有4个Ba2＋和4个O，则晶体的化学式应为BaO2，B不正确。
10．已知食盐的密度为ρ g·cm－3，其摩尔质量为M g·mol－1，阿伏加德罗常数的值为NA，则在食盐晶体中Na＋和Cl－的核间距大约是(　　)
A. cm B. cm
C. cm D. cm
答案　B
解析　已知一个晶胞中有4个Na＋和4个Cl－，且食盐晶体中Na＋与Cl－的核间距的2倍正好是晶胞的边长。设晶胞的边长为a，故有×NA＝4，解得a＝，则＝ cm。
11．为了确定SbCl3、SbCl5、SnCl4是否为离子化合物，可以进行下列实验，其中合理、可靠的是(　　)
A．观察常温下的状态，SbCl5与SnCl4均为液体。结论：SbCl5和SnCl4都是离子化合物
B．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的熔点依次为73.5 ℃、2.8 ℃、－33 ℃。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都不是离子化合物
C．将SbCl3、SbCl5、SnCl4溶解于水中，滴入HNO3酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
D．测定SbCl3、SbCl5、SnCl4的水溶液的导电性，发现它们都可以导电。结论：SbCl3、SbCl5、SnCl4都是离子化合物
答案　B
解析　离子化合物一般熔、沸点较高，熔化后可导电；分子晶体溶于水后也可发生电离而导电，如HCl等，同样也可电离产生Cl－，能与HNO3酸化的AgNO3溶液反应，产生白色沉淀，故A、C、D不可靠。
12．下列有关离子晶体的叙述不正确的是(　　)
A．1 mol氯化钠晶体中有NA个NaCl分子
B．氯化钠晶体中，每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个
C．醋酸钠属于离子晶体，含非极性键
D．平均每个NaCl晶胞中有4个Na＋、4个Cl－
答案　A
解析　NaCl每个晶胞中Na＋的个数为12×＋1＝4，Cl－的个数为8×＋6×＝4，则1 mol氯化钠晶体中有4NA个Na＋、4NA个Cl－，不存在分子，A项错误、D项正确；由NaCl的晶胞结构可知，Na＋在棱心和体心时，顶点和面心为Cl－，则每个Na＋周围距离最近且相等的Cl－共有6个，B项正确；醋酸钠中存在碳碳非极性键，C项正确。
13．元素X的＋1价离子X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3－形成的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．X元素的原子序数是19
B．X的晶体具有良好的导电性、导热性和延展性
C．X＋是图中的黑球
D．该晶体中阳离子与阴离子个数比为3∶1
答案　A
解析　A项，X＋中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，X＋的K、L、M层依次排有2、8、18个电子，X＋核外有28个电子，X原子核外有29个电子，X的原子序数为29，错误；B项，X的原子序数为29，X为Cu，Cu属于金属晶体，金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性，正确；用“均摊法”，白球：8×＝1个，黑球：12×＝3个，根据正负化合价代数和为0，则X＋与N3－的个数比为3∶1，X＋是图中的黑球，C项、D项正确。
14．Ⅰ.结合金属晶体的结构和性质，回答下列问题：
(1)根据下列叙述判断，一定为金属晶体的是________(填字母，下同)。
A．由分子间作用力形成，熔点很低
B．由共价键结合形成立体三维骨架结构的晶体，熔点很高
C．固体有良好的导电性、导热性和延展性
(2)下列关于金属晶体的叙述正确的是________。
A．常温下，金属单质都以金属晶体形式存在
B．金属阳离子与自由电子之间强烈的相互作用，在一定外力作用下，不因形变而消失
C．钙的熔、沸点高于钾
D．温度越高，金属的导电性越好
Ⅱ.同类晶体物质熔、沸点的变化是有规律的，试分析下列两组物质熔点规律性变化的原因：
A组物质 NaCl KCl CsCl
熔点/K 1 074 1 049 918
B组物质 Na Mg Al
熔点/K 370 922 933
晶体熔、沸点的高低，取决于组成晶体微粒间的作用力的大小。A组物质是________晶体，晶体中微粒之间通过________相连。B组物质是________晶体，价电子数由少到多的顺序是__________，粒子半径由大到小的顺序是________。
答案　Ⅰ.(1)C　(2)BC　Ⅱ.离子　离子键　金属　NaMg>Al
解析　Ⅰ.(1)A项属于分子晶体；B项属于共价晶体；C项是金属的通性。
(2)常温下，Hg为液态，A项错误；因为金属键无方向性，故金属键在一定范围内不因形变而消失，B项正确；钙的金属键强于钾，故钙的熔、沸点高于钾，C项正确；温度升高，金属的导电性减弱，D项错误。
Ⅱ. A组物质为离子晶体，离子之间通过离子键相结合。B组物质为金属晶体，是由金属键结合而成的，价电子数排列顺序：NaMg>Al。
15．氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。
(1)铁镁合金的化学式为________________________________________________________。
(2)距离Mg原子最近的Fe原子个数是__________。
(3)若该晶体储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg 96 g的该储氢合金可储存标准状况下H2的体积约为__________L。
(4)若该晶胞的晶胞参数为d nm，则该合金的密度为__________ g·cm－3(不必化简，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
答案　(1)Mg2Fe　(2)4　(3)44.8　(4)
解析　(1)该晶胞中Fe的个数为8×＋6×＝4，Mg的个数为8，故铁镁合金的化学式为Mg2Fe。(3)Mg的物质的量为＝4 mol，故储存H2为4 mol×＝2 mol，标准状况下H2的体积约为2 mol×22.4 L·mol－1＝44.8 L。(4)该合金的密度为＝ g·cm－3。
16．镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。
(1)以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有________________________________________。
(2)已知MgO的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的MgO晶胞结构示意图如图所示，请改正图中错误：________。
(3)Mg是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下表：
氟化物 NaF MgF2 SiF4
熔点/K 1 266 1 534 183
解释表中氟化物熔点差异的原因：_____________________________________________。
答案　(1)增大熔融盐中的离子浓度，从而增强熔融盐的导电性　(2)⑧应为黑色　(3)NaF与MgF2为离子晶体，SiF4为分子晶体，所以NaF与MgF2的熔点远比SiF4的高，又因为Mg2＋的半径小于Na＋的半径，且Mg2＋的电荷数大于Na＋的电荷数，所以MgF2的离子键强度大于NaF的离子键强度，故MgF2的熔点高于NaF的熔点
解析　(1)钠、钾、钙等氯化物在熔融盐中电离，所以其作用除了可变成混合物而降低熔点外，还能够增大熔融盐中的离子浓度，增强导电性。(2)因为氧化镁与氯化钠的晶胞相似，所以在晶体中每个Mg2＋周围应该有6个O2－，每个O2－周围应该有6个Mg2＋，根据此规则可得⑧应该改为黑色。(3)物质的熔点与其晶体的类型有关，如果形成的是分子晶体，则其熔点较低，而如果形成的是离子晶体，则其熔点较高。在离子晶体中，离子半径越小，电荷数越多，则形成的离子键越强，所得物质的熔、沸点越高。三种物质中，氟化钠和氟化镁是离子晶体，而氟化硅是分子晶体。