Question

15．一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CO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⁺基态的电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）．
②NO₃^-的空间构型平面三角形（用文字描述）．
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO₂，HCHO被氧化成CO₂和H₂O．
①根据等电子原理，CO分子的结构式为C≡O；含有2个π键．
②H₂O分子中O原子轨道的杂化类型为sp³．
③1molCO₂中含有的σ键的物质的量为2×6.02×10²³个（或2mol）．
（3）向CuSO₄溶液中加入过量氨水溶液可生成[Cu（NH₃）₄]SO₄．写出该配合物的电离方程式[Cu（NH₃）₄]SO₄═[Cu（NH₃）₄]²⁺+SO₄^2-．

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利用加成电子对互斥模型判断；
（2）①根据N₂与CO为等电子体，结合等电子体结构相似判断；
②根据中心原子形成的δ键和孤电子对数判断杂化类型；
③据CO₂的结构式O=C=O判断；
（3）[Cu（NH₃）₄]SO₄可电离出[Cu（NH₃）₄]^2-和SO₄^2-，据此书写电离方程式．

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）；
②NO₃^-中N原子形成3个δ键，没有孤电子对，则应为平面三角形，
故答案为：平面三角形；
（2）①N₂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，含有2个π键，
故答案为：C≡O；2；
②H₂O 分子中O形成2个δ键，孤电子对数为$\frac{6-2×1}{2}$=2，则为杂化sp³，
故答案为：sp³；
③CO₂的结构式为O=C=O，分子中C形成2个δ键，则1molCO₂中含有的σ键数目为×6.02×10²³个（或2mol），
故答案为：2×6.02×10²³个（或2mol）；
（3）[Cu（NH₃）₄]SO₄可电离出[Cu（NH₃）₄]^2-和SO₄^2-，电离方程式为[Cu（NH₃）₄]SO₄═[Cu（NH₃）₄]²⁺+SO₄^2-，
故答案为：[Cu（NH₃）₄]SO₄═[Cu（NH₃）₄]²⁺+SO₄^2-．

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．