Question

【题目】钢铁中含有C、N、Mn等元素，实验中常用过硫酸盐氧化法测定钢铁中锰的含量，反应原理为2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+

（1）Mn原子的价层电子的轨道衷达式（电子排布图）为______。

（2）已知H2S2O8的结构简式如图所示。

①H2S2O8中S的轨道杂化方式为______，H、O、S三种元素中，电负性最大的元素是_________（填元素符号）。

②S基态原子中电子的运动状态有_________种。

③上述反应中S2O82-断裂的共价键类型为________，（填“σ键”或“π键”) ，每生成1molMnO4-,断裂的共价键数目为_________NA。

（3）C和N能形成多种结构的晶体。一种新型的超硬材料类似于金刚石的结构，但硬度比金刚石大，其晶胞如图所示（图示原子都包含在晶胞内），其化学式为________。已知晶胞参数a=0.64nm, b=0.55nm，c=0.24nm，则该晶体的密度为________（列出式子即可，但式子中不包含字母）g/cm3。

Answer 1

【答案】 sp3 O 16 σ键 2.5 C3N4

【解析】（1）Mn原子的价层电子的轨道表达式（电子排布图）为；（2）①H2S2O8中S与4个O原子形成4个δ键，轨道杂化方式为sp3，同主族自上而下第一电离能减小，H、O、S三种元素中，电负性最大的元素是O；②S元素为16号元素，原子核外有16个电子，每个电子的运动状态都不同，则有16种不同的电子；③上述反应中S2O82-断裂的共价键类型为单键，是σ键 ；2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+，每生成2molMnO4-,断裂5mol共价键，故每生成1molMnO4-,断裂的共价键数目为2.5NA。（3）晶胞中有6个C，8个N，故化学式为C3N4；ρ=m/V=。