Question

钢铁分析中常用硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，反应原理为：2Mn²⁺+5S₂O₈ ^2-+8H₂O=

Ag+  .

2MnO₄^-+10SO₄ ^2-+16H⁺． 
（1）基态锰原子的核外电子排布式为

 

（2）上述反应涉及的元素属干同主族元素，其第一电离能由大到小的顺序为

 

（填元素符号）．
（3）已知H₂S₂O₈的结构如图． 
①H₂S₂O₈硫原子的轨道杂化方式为

 

②上述反应中被还原的元素为

 

． 
③上述反应每生成1 mol MnO₄^-，S₂O₈ ^2-断裂的共价键类型及其数目为

 

．

Answer 1

考点：元素电离能、电负性的含义及应用,物质结构中的化学键数目计算,原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,氧化还原反应

专题：

分析：（1）锰原子序数为25，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则综合考虑，写出核外电子排布式；
（2）反应2Mn²⁺+5S₂O₈ ^2-+8H₂O=

Ag+  .

2MnO₄^-+10SO₄ ^2-+16H⁺中，涉及的元素属干同主族元素为O和S，同主族，自上而下第一电离能降低；
（3）①根据价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对，结合S₂O₈ ^2-结构判断杂化类型；
②氧化还原反应中，元素的化合价降低，被还原；
③活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，不同非金属元素之间易形成极性键、同种非金属元素之间易形成非极性键，根据S₂O₈ ^2-结构分析解答；

解答： 解：（1）锰原子序数为25，质子数为25，原子核外电子数为25，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则，Mn的电子排布式为[Ar]3d⁵4s²，
故答案为：[Ar]3d⁵4s²；
（2）同主族自上而下第一电离能减小，O、S同主族，所以第一电离能由大到小的顺序为O＞S，
故答案为：O＞S；
（3）①H₂S₂O₈中，硫原子价层电子对数=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+

1

2

（6-4×1-2）=4，所以采取sp³杂化，
故答案为：sp³杂化；
②该反应中，Mn元素的化合价升高（+2→+7），S元素的化合价降低（+7→+6），所以被还原的元素为S，
故答案为：S；
③由反应可知，Mn元素的化合价升高（+2→+7），S元素的化合价降低（+7→+6），生成10molSO₄^2-转移电子10mol电子，则每生成1 mol MnO₄^-，转移电子5mol电子，S₂O₈ ^2-断裂2.5mol（或2.5N_A）O-O间非极性共价键，
故答案为：非极性键、2.5N_A；

点评：本题考查核外电子排布、氧化还原反应、第一电离能、杂化、共价键类型等知识点，为高频考点，氧化还原反应须把握反应中元素的化合价变化，熟练应用杂化理论，掌握第一电离能变化规律为解答的关键，题目难度中等．