Question

金屬錳具有廣泛的用途，銅錳氧化物（CuMn₂O₄）能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）請寫出Mn²⁺基態(tài)的電子排布式

 

，在元素周期表前四周期元素中成單電子數比Mn²⁺多的元素是

 

．
（2）甲醛（HCHO）的沸點為-21℃，而甲醇（CH₃OH）的沸點為65℃，造成這種差距的主要原因是

 

（3）已知銅的電負性為1.9，氯的電負性為3.0，將無水氯化銅（CuCl₂）溶于濃鹽酸，檢測到[CuCl₄]^2-
離子，無水氯化銅溶于氨溶液中，可析出[Cu（NH₃）₄]Cl₂?2H₂O晶體．思考下列說法正確的是

 

a．CuCl₂是離子化合物，溶液中會產生Cu²⁺和Cl^-
b．若[CuCl₄]^2-和[Cu（NH₃）₄]²⁺為正四面體構型，則Cu²⁺采取sp³雜化方式
c．[Cu（NH₃）₄]Cl₂?2H₂O 中有離子鍵、共價鍵、配位鍵
d．CuCl₂的熔沸點比CaCl₂的高
（4）金屬錳的一種晶體為面心立方堆積，其晶胞中有

 

個錳原子，每個錳原子周圍有

 

個錳原子等距離相鄰．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,氫鍵的存在對物質性質的影響

專題：

分析：（1）Mn的原子序數為25，根據能量最低原理可寫出Mn的基態(tài)原子的電子排布式，進而可確定Mn²⁺基態(tài)的電子排布式；Mn²⁺中成單電子數為5；
（2）用氫鍵來分析物質的沸點差異，甲醇分子之間容易形成分子間氫鍵，而甲醛分子間不存在氫鍵；
（3）a、CuCl₂是離子化合物，但只檢測到[CuCl₄]^2-離子，所以溶液中不會產生Cu²⁺和Cl^-；
b、若[CuCl₄]^2-和[Cu（NH₃）₄]²⁺為正四面體構型，則Cu的電子對數為4，屬于sp³雜化；
c、[Cu（NH₃）₄]Cl₂?2H₂O 中N-H屬于共價鍵，Cu和NH₃以配位鍵結合，[CuCl₄]^2-離子和氯離子間形成的是離子鍵；
d、離子晶體的熔沸點和離子半徑、電荷多少有關；
（4）在面心立方堆積中Mn原子處于頂點與面心上，根據均攤法計算晶胞中含有的Mn原子數目；晶胞立方體每個頂點上都有一個原子，面心上都有一個原子．

解答： 解：（1）Mn的原子序數為25，基態(tài)原子的電子排布式為，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，則Mn²⁺基態(tài)的電子排布式可表示為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）；
Mn²⁺中成單電子數為5，所以在元素周期表前四周期元素中成單電子數比Mn²⁺多的元素是Cr；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）；Cr；
（2）因甲醇分子之間容易形成分子間氫鍵，則沸點高，而甲醛分子間不存在氫鍵；
故答案為：甲醇（CH₃OH）分子間形成氫鍵，使分子間作用力比甲醛（HCHO）的大，因而沸點高；
（3）a、CuCl₂是離子化合物，但只檢測到[CuCl₄]^2-離子，所以溶液中不會產生Cu²⁺和Cl^-，故錯誤；
b、若[CuCl₄]^2-和[Cu（NH₃）₄]²⁺為正四面體構型，則Cu的電子對數為4，屬于sp³雜化，故正確；
c、[Cu（NH₃）₄]Cl₂?2H₂O 中N-H屬于共價鍵，Cu和NH₃以配位鍵結合，[CuCl₄]^2-離子和氯離子間形成的是離子鍵，故正確；
d、離子晶體的熔沸點和離子半徑、電荷多少有關，銅離子半徑比鈣離子半徑大，CuCl₂的熔沸點低，故錯誤；
故答案為：bc；
（4）Mn原子處于頂點與面心上，晶胞中含有的Mn原子數目為8×

1

8

+6×

1

2

=4；
面心立方晶體中，晶胞立方體每個頂點上都有一個原子，面心上都有一個原子，所以每個金屬原子周圍緊鄰的金屬原子有3×8×

1

2

=12．
故答案為：4；12．

點評：本題考查了核外電子的排布、配合物、氫鍵以及晶胞的計算，綜合性較強，難度較大，注意把握雜化類型的判斷方法．