Question

【題目】根據(jù)最新報(bào)道，貴州發(fā)現(xiàn)超大型錳礦，整個(gè)礦區(qū)資源量超兩億噸。錳礦是繼鐵礦、鋁礦之后，排在第三位的金屬礦產(chǎn)，屬國(guó)家戰(zhàn)略緊鐵礦產(chǎn)之一，在電池、磁性新材料等方面都有廣泛應(yīng)用。中國(guó)是全球最大的錳礦石和錳系材料生產(chǎn)、清費(fèi)大國(guó)，回答下列問(wèn)題:

（1）基態(tài)錳原子的價(jià)層電子排布式為_________。

（2）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)。

①CO 和N2 互為等電于體。CO 分子中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為________。

②HCHO分子的H-C-H 鍵角______(填“大于”“小于”或“等于”)CO2的鍵角，理由是__________。

③ 向一定物質(zhì)的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶被中加入Na2CO3溶液，所得沉淀經(jīng)高溫灼燒，可制得CuMn2O4。CO32-的空間構(gòu)型是____________。

（3）晶體熔點(diǎn): Fe2O3晶體______Al2O3晶體(填“>”“<”或“=”)，理由是___________。

（4）錳、鐵的第三電離能(I3) 較大的是_______(填素符號(hào))。

（5） 鋁晶胞如圖26甲所示。鋁晶胞中，鋁原子的配位數(shù)為________。已知鋁的晶體密度為ρ g·cm-3，N A代表阿伏加德羅常數(shù)的值，設(shè)鋁原子的半徑為rpm，則r=_______。

（6）錳晶胞如圖乙所示。已知錳晶胞參數(shù)為a nm。設(shè)錳晶胞中兩個(gè)錳原子核之間最短距離為dnm，則d=_____。錳晶胞中Mn 的空間利用率φ=____________。

Answer 1

【答案】 3d54s2 1︰2 小于 HCHO中C為sp2雜化，CO2中C為sp雜化 < 平面三角形 氧化鋁、氧化鐵都是離子晶體，鋁離子半徑小于鐵離子，氧化鋁的晶格能較大 Mn 12

【解析】（1）錳是25號(hào)元素，3d和4s上的電子是其價(jià)電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其價(jià)電子排布式為：3d54s2 ；（2）①CO與N2結(jié)構(gòu)相似，CO分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1：2；②HCHO中C為sp2雜化，CO2中C為sp雜化，在中心原子無(wú)孤對(duì)電子的情況下，sp雜化鍵角為180°，sp2雜化鍵角為120°，故HCHO分子的H-C-H鍵角小于CO2的鍵角；③CO32-中C原子形成3個(gè)δ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，則應(yīng)為平面三角形；(3)氧化鋁、氧化鐵都是離子晶體，鋁離子半徑小于鐵離子，氧化鋁的晶格能較大，故晶體熔點(diǎn):Fe2O3晶體<Al2O3晶體；（4）鐵、錳的價(jià)電子排布式分別為3d64s2、3d54s2，當(dāng)錳失去2e后3d軌道為半滿，所以失去第三個(gè)電子所需的能量高，故錳、鐵的第三電離能(I3)較大的是Mn；（5）鋁為面心立方最密堆積，配位數(shù)為12；設(shè)晶胞邊長(zhǎng)為，面對(duì)角線（即4個(gè)原子半徑），，根據(jù)，；（6）設(shè)錳原子的半徑為 nm，體對(duì)角線（即4個(gè)原子半徑）， ，兩原子核間最短距離是頂角到體心的距離（即2個(gè)原子半徑），。錳晶胞中錳的空間利用率等于兩個(gè)錳原子的體積除以立方體的體積，即（或68%）。