Question

2．一项科学研究成果表明，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．
①写出基态Mn原子的价电子排布式为3d⁵4s²，基态Cu原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
②CO₃^2-的空间构型是平面三角形（用文字描述）．
（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．
①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为C≡O．
②CO₂ 分子中C原子轨道的杂化类型为sp．
③1mol甲醛（HCHO）分子中含有的σ键数目为3×6.02×10²³
（3）向CuSO₄溶液中加入过量NH₃﹒H₂O溶液可生成[Cu （NH₃）₄]SO₄，其中配位体为NH₃，内界[Cu （NH₃）₄]²⁺中含有的化学键有bc（写选项）．
a．离子键      b．共价键      c．配位键     d..金属键．

Answer 1

分析 （1）①Mn原子核外电子数为25，处于第四周期ⅦB族；Cu原子核外电子数为29，根据能量最低原理书写核外电子排布式；
②计算C原子价层电子对数、孤电子对数确定空间构型；
（2）①CO与N₂互为等电子体，二者结构相似，CO分子中C原子与氧原子之间形成3对共用电子对；
②CO₂ 分子中C原子序数2个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2；
③HCHO分子中含有2个C-H键、1个C=O双键，分子中含有3个σ键；
（3）配体含有孤电子对，中心离子含有空轨道；[Cu （NH₃）₄]²⁺中铜离子与氨气分子之间形成配位键，氨气分子中含有共价键．

解答 解：（1）①Mn原子核外电子数为25，处于第四周期ⅦB族，价电子排布式为3d⁵4s²，Cu原子核外电子数为29，核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案为：3d⁵4s²；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
②CO₃^2-中C原子孤电子对数=$\frac{4+2-2×3}{2}$=0，价层电子对数=3+0=3，空间构型为平面三角形，
故答案为：平面三角形；
（2）①CO与N₂互为等电子体，二者结构相似，CO分子中C原子与氧原子之间形成3对共用电子对，CO结构式为C≡O，故答案为：C≡O；
②CO₂ 分子中C原子序数2个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，C原子采取sp杂化，故答案为：sp；
③HCHO分子中含有2个C-H键、1个C=O双键，分子中含有3个σ键，1mol甲醛（HCHO）分子中含有的σ键数目为3×6.02×10²³，故答案为：3×6.02×10²³；
（3）[Cu （NH₃）₄]SO₄中配位体为NH₃，[Cu （NH₃）₄]²⁺中铜离子与氨气分子之间形成配位键，氨气分子中含有共价键，
故答案为：NH₃；bc．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、杂化方式与空间构型判断、等电子体、化学键、配合物等，注意对基础知识的理解掌握．