Question

11．2013年2月18日，俄科学家找到2月15坠落的陨石残骸，由于陨石碎片是在俄罗斯车里雅宾斯克州的切巴尔库尔湖被发现的，因此陨石也被取名为“切巴尔库尔陨石”． 经过化学分析，陨石的铁含量约为10%左右，含少量的₂₄Cr³⁺、₂₅Mn²⁺、₂₈Ni²⁺等离子，此外还有橄榄石、亚硫酸盐等化学成分．请同学们回答下列问题：
（1）上述陨石所含的₂₄Cr³⁺、₂₅Mn²⁺、₂₈Ni²⁺中，含未成对电子数最多的是₂₅Mn²⁺离子．
（2）橄榄石主要是由Mg₂SiO₄和Fe₂SiO₄组成的，Mg₂SiO₄耐火度大于1710℃，可不经煅烧直接做耐火材料．请把Mg₂SiO₄改写成氧化物的书写形式2MgO•SiO₂．
（3）铁元素有变价，写出Fe²⁺的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，试根据原子核外电子排布所遵循的原理解释Fe²⁺具有较的强还原性，易被氧化为Fe³⁺的原因3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构，根据洪特规则，这种结构，能量低，较稳定，所以，Fe²⁺容易失去一个电子，易被氧化为Fe³⁺．当然Fe³⁺也有氧化性，在印刷行业中就用氯化铁溶液腐蚀铜板，写出离子方程式Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺．
（4）铁容易生锈，为了防止铁的腐蚀，常常给铁制品镀上一层锌，电镀时锌块做电镀池的阳极．

Answer 1

分析 （1）基态Cr³⁺离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³；基态₂₅Mn²⁺离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；基态₂₈Ni²⁺离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸；
（2）把硅酸盐写成二氧化硅和其它氧化物形式，要保证原子总数和化合价不变，按化合价分别写化学式；
（3）Fe属于26号元素，Fe²⁺的核外有24个电子；因为3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构，根据洪特规则，这种结构，能量低，较稳定，所以，Fe²⁺容易失去一个电子，易被氧化为Fe³⁺，印刷行业中就用氯化铁溶液腐蚀铜板，离子方程式为：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）电镀时将待镀金属作阴极，镀层金属作阳极．

解答 解：（1）因为基态Cr³⁺离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³，其3d轨道上有3个未成对电子，基态₂₅Mn²⁺离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，其3d轨道上有5个未成对电子，基态₂₈Ni²⁺离子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，其3d轨道上有2个未成对电子，所以含未成对电子数最多的是₂₅Mn²⁺离子，故答案为：₂₅Mn²⁺；
（2）把硅酸盐写成二氧化硅和其它氧化物形式，要保证原子总数和化合价不变，所以Mg₂SiO₄改写成氧化物的书写形式为：2MgO•SiO₂，故答案为：2MgO•SiO₂； 
（3）Fe属于26号元素，Fe²⁺的核外有24个电子，则Fe²⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；因为3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构，根据洪特规则，这种结构，能量低，较稳定，所以，Fe²⁺容易失去一个电子，易被氧化为Fe³⁺，印刷行业中就用氯化铁溶液腐蚀铜板，离子方程式为：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺
，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构，根据洪特规则，这种结构，能量低，较稳定，所以，Fe²⁺容易失去一个电子，易被氧化为Fe³⁺；Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）电镀时将待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，所以给铁制品镀上一层锌，电镀时锌块做电镀池的阳极，故答案为：阳．

点评 本题考查了原子核外电子排布书写及应用，硅酸盐的组成以及电镀原理等知识，难度中等．