Question

15．一項科學(xué)研究成果表明，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）向一定物質(zhì)的量濃度的Cu（NO₃）₂ 和Mn（NO₃）₂ 溶液中加入Na₂CO₃ 溶液，所得沉淀經(jīng)高溫灼燒，可制得CuMn₂O₄．
①寫出基態(tài)Mn原子的價電子排布式為3d⁵4S²．
②CO₃^2-的空間構(gòu)型是平面三角形（用文字描述）．
（2）在銅錳氧化物的催化下，CO 被氧化為CO₂，HCHO 被氧化為CO₂ 和H₂O．
①根據(jù)等電子體原理，CO 分子的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)．
②CO₂ 分子中C 原子軌道的雜化類型為sp雜化．
③1mol甲醛（HCHO）分子中含有的σ鍵數(shù)目為3×6.02×10²³個（或3N_A）．
（3）向CuSO₄溶液中加入過量NH₃﹒H₂O溶液可生成[Cu （NH₃）₄]²⁺．不考慮空間構(gòu)型，[Cu （NH₃）₄]²⁺的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為²⁺．

Answer 1

分析 （1）①Mn原子核外電子數(shù)為25，處于第四周期ⅦB族；Cu原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；
②計算C原子價層電子對數(shù)、孤電子對數(shù)確定空間構(gòu)型；
（2）①CO與N₂互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，CO分子中C原子與氧原子之間形成3對共用電子對；
②CO₂ 分子中C原子序數(shù)2個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2；
③HCHO分子中含有2個C-H鍵、1個C=O雙鍵，分子中含有3個σ鍵；
（3）[Cu （NH₃）₄]²⁺中與Cu²⁺與4個NH₃形成配位鍵．

解答 解：（1）①Mn原子核外電子數(shù)為25，處于第四周期ⅦB族，價電子排布式為3d⁵4s²，故答案為：3d⁵4s²；
②CO₃^2-中C原子孤電子對數(shù)=$\frac{1}{2}$（4+2-2×3）=0，價層電子對數(shù)=3+0=3，空間構(gòu)型為平面三角形，故答案為：平面三角形；
（2）①CO與N₂互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，CO分子中C原子與氧原子之間形成3對共用電子對，CO結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，故答案為：C≡O(shè)；
②CO₂ 分子中C原子序數(shù)2個σ鍵，沒有孤電子對，雜化軌道數(shù)目為2，C原子采取sp雜化，故答案為：sp；
③HCHO分子中含有2個C-H鍵、1個C=O雙鍵，分子中含有3個σ鍵，1mol甲醛（HCHO）分子中含有的σ鍵數(shù)目為3×6.02×10²³（或3 N_A），
故答案為：3×6.02×10²³（或3 N_A）；
（3）[Cu（NH₃）₄]²⁺中與Cu²⁺與4個NH₃形成配位鍵，則[Cu（NH₃）₄]²⁺的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為：²⁺，
故答案為²⁺．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、雜化方式與空間構(gòu)型判斷、等電子體、化學(xué)鍵、配合物等，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．