Question

【题目】铁、铬、锰统称为黑色金属，它们的单质、合金及其化合物在科研和生产中有着重要用途。

请回答下列问题：

（1）基态铁原子的价电子轨道表示式为__。铁、铬、锰属于周期表中的___区元素。

（2）基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是___(填元素符号)，原因为___。

（3）化学式为CrC13·6H2O的化合物有三种结构，一种呈紫罗兰色，一种呈暗绿色，一种呈亮绿色，已知Cr3+的配位数均为6，将它们配制成等体积等浓度的溶液，分别加入足量AgNO3溶液，所得AgC1沉淀的物质的量之比为3：2：1。

①呈暗绿色的配合物内界的化学式为___。

②H2O分子的VSEPR模型为___。

（4）MnF2和MnCl2均为离子化合物，MnF2的熔点高于MnCl2熔点的原因为___。

（5）一氧化锰在医药、冶炼上用途广泛，其立方晶胞结构如图所示。

①该晶胞中由O2-形成的正八面体空隙数目为__。

②设NA为阿伏加德罗常数的值，晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm，则MnO晶体的密度ρ=____g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 d Mn 基态Mn原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2，4s能级是全满结构，更稳定，失去一个电子所需能量更高 [Cr(H2O)5C1]2+ 四面体形 F-半径更小，MnF2的晶格能更大，熔点更高 4

【解析】

(1)铁元素的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2，铁、铬、锰都是第四周期的过渡元素；

(2)铬原子价电子排布式为3d54s1，锰原子价电子排布式为3d54s2，Mn原子的4s能级是全充满结构；

(3)①由相同物质的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的AgNO3溶液，析出AgCl的物质的量之比分别为2：1：3可知，暗绿色配合物的6个配体为1个氯离子和5个水分子；

②水分子中氧原子的价层电子对数为4；

(4)离子晶体的晶格能越大，离子键越强，晶体的熔沸点越高；

(5)①八面体间隙原子处于八面体间隙中心，即处于面心立方晶胞的体心和棱边的中心；

②由分摊法计算可得。

(1)铁元素的原子序数为26，位于元素周期表中第四周期Ⅷ族，价电子排布式为3d64s2，价电子轨道表示式为；铁、铬、锰都是第四周期的过渡元素，属于周期表中的d区元素，故答案为：；d；

(2)铬元素的原子序数为24，价电子排布式为3d54s1，锰元素的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2，Mn原子的4s能级是全充满结构，结构更稳定，失去一个电子所需能量更高，则基态锰原子的第一电离能大于基态铬原子，故答案为：Mn；基态Mn原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2，4s能级是全满结构，更稳定，失去一个电子所需能量更高；

(3)①由相同物质的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的AgNO3溶液，析出AgCl的物质的量之比分别为2：1：3可知，暗绿色配合物的6个配体为1个氯离子和5个水分子，则暗绿色的配合物内界的化学式为[Cr(H2O)5C1]2+，故答案为：[Cr(H2O)5C1]2+；

②水分子中氧原子的价层电子对数为4，则水分子的VSEPR模型为正四面体形，故答案为：正四面体形；

(4)离子晶体的晶格能越大，离子键越强，晶体的熔沸点越高，MnF2和MnCl2均为离子化合物，F—离子的离子半径小于Cl—离子，MnF2的晶格能大于MnCl2，离子键更强，晶体的熔沸点更高，更答案为：F-半径更小，MnF2的晶格能更大，熔点更高；

(5)①由晶胞结构可知，一氧化锰为为面心立方结构，晶胞中由O2-形成的正八面体存在八面体间隙，八面体间隙原子处于八面体间隙中心，即处于面心立方晶胞的体心和棱边的中心，则晶胞中的八面体间隙数为4，故答案为：4；

②由晶胞结构可知，晶胞中Mn2+离子的个数为8×+6×=4，则晶胞中含有4个MnO，晶胞的质量为g，由晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm可知，晶胞的边长为a×10—10cm，晶胞的体积为（a×10—10）3cm3，则MnO晶体的密度ρ为g/cm3=g/cm3。