Question

7．高锰酸钾在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学之中．如利用KMnO₄标准溶液测定C₂O₄^2-的物质的量浓度，其反应原理如下：5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺+4H₂O=2[Mn（H₂O）₆]²⁺+10CO₂↑
（1）Mn²⁺基态的核外电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵；
（2）C₂O₄^2-离子中C原子轨道杂化类型为sp²杂化；1mol[Mn（H₂O）₆]²⁺中所含有的σ键数目为18mol．
（3）与CO₂互为等电子体的一种阴离子为SCN^-（填化学式）；常温下CO₂呈气态，而H₂O呈液态，其主要原因为水分子之间存在氢键．
（4）将KMnO₄在空气中焙烧可制得Mn₃O₄，Mn₃O₄中Mn元素的化合价为：+2和+3．

Answer 1

分析 （1）Mn原子核外电子数为25，处于第四周期ⅦB族，基态电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
（2）中心原杂化轨道数为$\frac{4+2}{2}$=3，所以碳是sp²杂化，[Mn（H₂O）₆]²⁺中所含有的σ键数目为6×2个氢氧键和6人配位键，所以1mol[Mn（H₂O）₆]²⁺中所含有的σ键数目为18mol；
（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体；水分子之间存在氢键；
（4）根据化合代数和为零，Mn₃O₄中Mn元素的平均化合价为+$\frac{8}{3}$．

解答 解：（1）Mn原子核外电子数为25，处于第四周期ⅦB族，基态电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，所以Mn²⁺基态的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵或[Ar]3d⁵；
（2）中心原杂化轨道数为$\frac{4+2}{2}$=3，所以碳是sp²杂化，[Mn（H₂O）₆]²⁺中所含有的σ键数目为6×2个氢氧键和6人配位键，所以1mol[Mn（H₂O）₆]²⁺中所含有的σ键数目为18mol，故答案为：sp²杂化；  18mol；
（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，二氧化碳分子中原子个数是3、价电子数是16，与二氧化碳互为等电子体的阴离子是SCN^-，因为 水分子之间存在氢键，氢键强度远大于分子间作用力，所以常温下CO₂呈气态，而H₂O呈液态，故答案为：SCN^-； 水分子之间存在氢键；
（4）根据化合代数和为零，Mn₃O₄中Mn元素的平均化合价为+$\frac{8}{3}$，所以锰的化合价为：+2 和+3，故答案为：+2 和+3．

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、等电子体、杂化类型与配位键等知识，题目难度中等，注意把握杂化类型的判断方法，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．