Question

10．MnO₂是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO₂中加入CoTiO₃纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能．
（1）写出基态Mn原子的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²．
（2）CoTiO₃晶体结构模型如图1所示．在CoTiO₃晶体中1个Ti原子、1个Co原子，周围距离最近的O原子数分别为6个、12个．
（3）二氧化钛（TiO₂）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理．O₂在其催化作用下，可将CN^-氧化成CNO^-，进而得到N₂．与CNO^-互为等电子体的分子、离子化学式分别为CO₂（或N₂O、CS₂、BeCl₂等）、N₃^-（各写一种）．
（4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示．三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是sp²、sp³，1mol三聚氰胺分子中σ键的数目为15N_A．
（5）硝酸比亚硝酸酸性强的原因硝酸中N呈+5价，N-O-H中O的电子更向N偏移，导致其越易电离出氢离子，硝酸完全电离，亚硝酸部分电离．

Answer 1

分析 （1）根据构造原理写出其核外电子排布式；
（2）根据图片判断，1个Ti原子周围距离最近的O原子数目为6，1个Co原子周围距离最近的O原子数目=3×$\frac{1}{2}$；
（3）等电子体中原子个数相等价电子数相等；
（4）根据价层电子对互斥理论确定其杂化方式，根据三聚氰胺和 σ 键的关系式计算；
（5）硝酸与亚硝酸相比，存在一个N对O的配位键，因为这个配位键，使得N显更强的正电性，对羟基中H-O键的电子云的拉力更大，即极性更大，H更容易以质子的形式离去．

解答 解：（1）Mn是25号元素，其原子核外有25个电子，所以其核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）根据图片知，1个Ti原子周围距离最近的O原子数目为6，1个Co原子周围距离最近的O原子数目=3×$\frac{1}{2}$=12，
故答案为：6；12；
（3）CNO^-中含有3个原子，16个价电子，所以其得电子体为：CO₂（或N₂O、CS₂、BeCl₂等） 和N₃^-，
故答案为：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个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp³杂化，环上的N原子含有2个 σ 键和一个孤电子对，所以采取sp²杂化，一个三聚氰胺分子中含有15个σ 键，所以1mol三聚氰胺分子中 σ 键的数目为15N_A，
故答案为：sp²、sp³；15N_A；
（5）亚硝酸中N+3价，硝酸中N呈+5价，N-O-H中O的电子更向N偏移，导致其越易电离出氢离子，则酸性较大，硝酸完全电离，亚硝酸部分电离，
故答案为：硝酸中N呈+5价，N-O-H中O的电子更向N偏移，导致其越易电离出氢离子，硝酸完全电离，亚硝酸部分电离．

点评 本题涉及核外电子排布式的书写、等电子体、配位数的判断、杂化方式的确定、酸的电离比较等知识点，核外电子排布式的书写是学习难点也是考查热点，注意练习巩固，题目难度中等．