Question

11．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途．
（1）过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关．一般而言，为d⁰或d¹⁰排布时，无颜色；为d¹～d⁹排布时，有颜色，如[Co（H₂O）₆]²⁺显粉红色，据此判断，[Mn（H₂O）₆]²⁺有（填“有”或“无”）颜色．
（2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m，n＜5，m＜10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子．下列说法中不正确的是D．（填序号）
A．PFS中铁显+3价
B．铁原子的外围电子排布式是3d⁶4s²
C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

元素		Mn	Fe
电离能	I1	717	759
（kJ•mol-1）	I2	1 509	1 561
	I3	3 248	2 957

（3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用．现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：{Cr₂[OOC-C（CH₃）═CH₂]₂（H₂O）₈}Cl₄
①该化合物中存在的化学键类型有配位键、共价键、离子键．
②甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有sp³和sp²．
③等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是H₂S（填一种即可）．
④与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是K、Cu（填元素符号）．

Answer 1

分析 （1）Mn²⁺的3d轨道上有5个电子，由题中信息知[Mn（H₂O）₆]²⁺有颜色；
（2）A．根据化合价代数和为0计算；
B．Fe原子核外电子数为26，根据能量最低原理书写；
C．硫酸亚铁中铁元素的化合价是+2价，[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中铁元素的化合价是+3价，铁离子水解生成氢氧化铁，所以由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程；
D．电离能越大，其失电子越难；
（3）①该化合物中存在配位键、共价键、离子键；
②形成单键时，C原子以sp³形式杂化；形成双键时，C原子以sp²形式杂化；
③等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子；
④基态铬原子的最外层电子排布是4s¹，同周期中最外层电子数与铬原子相同的元素有K、Cu．

解答 解：（1）Mn²⁺的外围电子排布为d⁵，3d轨道上有5个电子，由题中信息知[Mn（H₂O）₆]²⁺有颜色，
故答案为：有；
（2）A．设[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中Fe元素化合价为x，根据化合价代数和为0，可知2x-n+（3-$\frac{n}{2}$）×（-2）=0，解得x=+3，故A正确；
B．Fe原子核外电子数为26，铁元素的价电子数8，且4s轨道排2个电子，3d轨道排6个电子，所以铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²，故B正确；
C．硫酸亚铁中铁元素的化合价是+2价，[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中铁元素的化合价是+3价，铁离子水解生成氢氧化铁，所以由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程，故C正确；
D．Fe²⁺再失去一个电子需要的能量比气态Mn²⁺再失去一个电子需要能量小，所以气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子容易，故D错误；
故选：D；
（3）①该化合物中，Cr³⁺与O原子之间形成配位键，配体中其它原子之间形成共价键，配离子与外界氯离子之间形成离子键，故答案为：配位键、共价键、离子键；
3d轨道上有5个电子，
②C原子形成单键时，形成4个σ键，杂化轨道数目为4，C原子以sp³形式杂化；C原子形成双键时，形成4个σ键，C原子中轨道数目为3，C原子以sp²形式杂化，
故答案为：sp³和sp²；
③等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是：H₂S等，
故答案为：H₂S等；
④基态铬原子的最外层电子排布是4s¹，同周期中最外层电子数与铬原子相同的元素有K、Cu，
故答案为：K、Cu．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、电离能、化学键、等电子体等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．