Question

14．科学研究成果表明，铜锰氧化物（CuMn₂O₄）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）向一定物质的量浓度的Cu（NO₃）₂ 和Mn（NO₃）₂ 溶液中加入Na₂CO₃ 溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn₂O₄．
①Mn²⁺基态原子简化的电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）
②C、N、O第一电离能由大到小的顺序是：N＞O＞C
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO₂，HCHO被氧化为CO₂和H₂O．
①Cu在周期表中ds区；
②CO的结构式：C≡O
③1mol CO₂ 中含有的π键数目为2×6.02×10²³个（或2 mol）
（3）向CuSO₄ 溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu （OH）₄]^2-．不考虑空间构型，[Cu（OH）₄]^2-的结构可用示意图表示为．（用→标出配位键）1mol[Cu （OH）₄]^2-中有8mol σ键．

Answer 1

分析 （1）①Mn的原子序数为25，根据能量最低原理可写出Mn的基态原子的电子排布式，进而可确定Mn²⁺基态的电子排布式；
②同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，据此判断第一电离能大小顺序；
（2）①周期表分为s区、p区、d区、ds区、f区，根据Cu的外围电子排布式分析；
②根据N₂与CO为等电子体，结合等电子体结构相似判断；
③双键含有1个σ键和1个π键，CO₂中含有2个双键；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中与Cu²⁺与4个OH^-形成配位键，配位键和O-H键都属于σ键．

解答 解：（1）①Mn的原子序数为25，基态原子的电子排布式为，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，则Mn²⁺基态的电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵），
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）；
 ②同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，所以第一电离能N＞O＞C，
故答案为：N＞O＞C；
（2）①Cu元素原子核外电子数为29，其基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，周期表分为s区、p区、d区、ds区、f区，Cu的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，Cu属于第IB族元素，在周期表中位于ds区，
故答案为：ds；       
②N₂与CO为等电子体，二者结构相似，N₂的结构为N≡N，则CO的结构为C≡O，
故答案为：C≡O；           
③双键含有1个σ键和1个π键，CO₂结构式为O=C=O，含有2个双键，则1mol CO₂ 中含有的π键数目为2×6.02×10²³个（或2 mol），
故答案为：2×6.02×10²³个（或2 mol）；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中与Cu²⁺与4个OH^-形成配位键，则[Cu（OH）₄]^2-的结构可用示意图表示为：，配位键和O-H键都属于σ键，所以1mol[Cu （OH）₄]^2-中有8molσ键，
故答案为；8．

点评 本题综合考查物质的结构与性质知识，侧重于电子排布式、第一电离能、配位键等知识，题目难度中等，注意把握配位键的判断方法，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的灵活应用能力．