Question

10．MnO₂是堿錳電池材料中最普通的正極材料之一，在活性材料MnO₂中加入CoTiO₃納米粉體，可以提高其利用率，優(yōu)化堿錳電池的性能．
（1）寫出基態(tài)Mn原子的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²．
（2）CoTiO₃晶體結(jié)構(gòu)模型如圖1所示．在CoTiO₃晶體中1個Ti原子、1個Co原子，周圍距離最近的O原子數(shù)分別為6個、12個．
（3）二氧化鈦（TiO₂）是常用的、具有較高催化活性和穩(wěn)定性的光催化劑，常用于污水處理．O₂在其催化作用下，可將CN^-氧化成CNO^-，進(jìn)而得到N₂．與CNO^-互為等電子體的分子、離子化學(xué)式分別為CO₂（或N₂O、CS₂、BeCl₂等）、N₃^-（各寫一種）．
（4）三聚氰胺是一種含氮化合物，其結(jié)構(gòu)簡式如圖2所示．三聚氰胺分子中氮原子軌道雜化類型是sp²、sp³，1mol三聚氰胺分子中σ鍵的數(shù)目為15N_A．
（5）硝酸比亞硝酸酸性強(qiáng)的原因硝酸中N呈+5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，導(dǎo)致其越易電離出氫離子，硝酸完全電離，亞硝酸部分電離．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)構(gòu)造原理寫出其核外電子排布式；
（2）根據(jù)圖片判斷，1個Ti原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為6，1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目=3×$\frac{1}{2}$；
（3）等電子體中原子個數(shù)相等價電子數(shù)相等；
（4）根據(jù)價層電子對互斥理論確定其雜化方式，根據(jù)三聚氰胺和 σ 鍵的關(guān)系式計(jì)算；
（5）硝酸與亞硝酸相比，存在一個N對O的配位鍵，因?yàn)檫@個配位鍵，使得N顯更強(qiáng)的正電性，對羥基中H-O鍵的電子云的拉力更大，即極性更大，H更容易以質(zhì)子的形式離去．

解答 解：（1）Mn是25號元素，其原子核外有25個電子，所以其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）根據(jù)圖片知，1個Ti原子周圍距離最近的O原子數(shù)目為6，1個Co原子周圍距離最近的O原子數(shù)目=3×$\frac{1}{2}$=12，
故答案為：6；12；
（3）CNO^-中含有3個原子，16個價電子，所以其得電子體為：CO₂（或N₂O、CS₂、BeCl₂等） 和N₃^-，
故答案為：CO₂（或N₂O、CS₂、BeCl₂等）；N₃^-；
（4）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp³雜化，環(huán)上的N原子含有2個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp²雜化，一個三聚氰胺分子中含有15個σ 鍵，所以1mol三聚氰胺分子中 σ 鍵的數(shù)目為15N_A，
故答案為：sp²、sp³；15N_A；
（5）亞硝酸中N+3價，硝酸中N呈+5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，導(dǎo)致其越易電離出氫離子，則酸性較大，硝酸完全電離，亞硝酸部分電離，
故答案為：硝酸中N呈+5價，N-O-H中O的電子更向N偏移，導(dǎo)致其越易電離出氫離子，硝酸完全電離，亞硝酸部分電離．

點(diǎn)評 本題涉及核外電子排布式的書寫、等電子體、配位數(shù)的判斷、雜化方式的確定、酸的電離比較等知識點(diǎn)，核外電子排布式的書寫是學(xué)習(xí)難點(diǎn)也是考查熱點(diǎn)，注意練習(xí)鞏固，題目難度中等．