Question

14．科學研究成果表明，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，所得沉淀經高溫灼燒，可制得CuMn₂O₄．
①Mn²⁺基態(tài)原子簡化的電子排布式可表示為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）
②C、N、O第一電離能由大到小的順序是：N＞O＞C
（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．
①Cu在周期表中ds區(qū)；
②CO的結構式：C≡O
③1mol CO₂ 中含有的π鍵數目為2×6.02×10²³個（或2 mol）
（3）向CuSO₄ 溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu （OH）₄]^2-．不考慮空間構型，[Cu（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為．（用→標出配位鍵）1mol[Cu （OH）₄]^2-中有8mol σ鍵．

Answer 1

分析 （1）①Mn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；
②同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，據此判斷第一電離能大小順序；
（2）①周期表分為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)，根據Cu的外圍電子排布式分析；
②根據N₂與CO為等電子體，結合等電子體結構相似判斷；
③雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵，CO₂中含有2個雙鍵；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中與Cu²⁺與4個OH^-形成配位鍵，配位鍵和O-H鍵都屬于σ鍵．

解答 解：（1）①Mn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），
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）；
 ②同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，C、N、O元素處于同一周期且原子序數逐漸增大，N處于第VA族，所以第一電離能N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（2）①Cu元素原子核外電子數為29，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，周期表分為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)，Cu的外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹，Cu屬于第IB族元素，在周期表中位于ds區(qū)，
故答案為：ds；       
②N₂與CO為等電子體，二者結構相似，N₂的結構為N≡N，則CO的結構為C≡O，
故答案為：C≡O；           
③雙鍵含有1個σ鍵和1個π鍵，CO₂結構式為O=C=O，含有2個雙鍵，則1mol CO₂ 中含有的π鍵數目為2×6.02×10²³個（或2 mol），
故答案為：2×6.02×10²³個（或2 mol）；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中與Cu²⁺與4個OH^-形成配位鍵，則[Cu（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為：，配位鍵和O-H鍵都屬于σ鍵，所以1mol[Cu （OH）₄]^2-中有8molσ鍵，
故答案為；8．

點評 本題綜合考查物質的結構與性質知識，側重于電子排布式、第一電離能、配位鍵等知識，題目難度中等，注意把握配位鍵的判斷方法，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的靈活應用能力．