Question

【題目】三乙酸錳可作單電子氧化劑，用如下反應可以制取三乙酸錳：

4Mn(NO3)2·6H2O+26(CH3CO)2O=4(CH3COO)3Mn +8HNO2+ 3O2↑+40CH3COOH。

(1)基態錳原子的價層電子排布式為______，基態Mn3+含有的未成對電子數是______。

(2) CH3COOH中碳原子的雜化形式為________。

(3) NO3-的空間構型是________，與NO3-互為等電子體的分子的化學式為__________(任寫一種)。

(4) CH3COOH能與H2O以任意比互溶的原因是____________________。

(5)某種鎂鋁合金可作為儲鈉材料，該合金晶胞結構如圖所示，晶胞棱長為anm，該合金的化學式為_______，晶體中每個鎂原子周圍距離最近的鋁原子數目為_______，該晶體的密度為______g/cm3(阿伏伽德羅常數的數值用NA表示)。

Answer 1

【答案】3d54s2 4 sp3和sp2 平面三角形 BF3或BCl3 CH3COOH與H2O均為極性分子，且分子間可以形成氫鍵 Mg2Al 4

【解析】

(1)錳為25號元素，結合核外電子排布的規律書寫基態錳原子的價層電子排布式；根據基態Mn3+的價層電子排布式，結合洪特規則判斷；

(2) 根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數依次分析CH3COOH中甲基上的碳原子和羧基上的碳原子的雜化方式；

(3) 根據價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數分析NO3一中氮原子的雜化類型，再判斷空間構型；根據等電子原理分析書寫NO3-的等電子體；

(4) CH3COOH與H2O均為極性分子，結合氫鍵分析解答；

(5) 根據晶胞結構計算晶胞中含有的鎂原子和鋁原子數目書寫合金的化學式；該晶胞中，鎂原子位于頂點和2個面的面心，鋁原子位于2個面的面心，分析判斷每個鎂原子周圍距離最近的鋁原子數目；根據晶胞棱長計算晶胞的體積，根據晶胞的化學式計算晶胞的質量，再根據密度的計算公式計算。

(1)錳為25號元素，基態錳原子的價層電子排布式為3d54s2，基態Mn3+的價層電子排布式為3d4，含有4個未成對電子，故答案為：3d54s2；4；

(2) CH3COOH中甲基上的碳原子含有4個σ鍵，沒有孤電子對，采用sp3雜化，羧基上的碳原子含有3個σ鍵，沒有孤電子對，采用sp2雜化，故答案為：sp3和sp2；

(3) NO3一中氮原子價層電子對數為3+=3，N原子軌道的雜化類型為sp2，空間構型為平面三角形；NO3-中有4個原子，5+6×3+1=24個價電子，SO3中有4個原子，6+6×3=24個價電子，與NO3-是等電子體，BF3、COF2等也與硝酸根離子為等電子體，故答案為：平面三角形；SO3或BF3、COF2等；

(4) CH3COOH與H2O均為極性分子，且分子間可以形成氫鍵，使得CH3COOH能與H2O以任意比互溶，故答案為：CH3COOH與H2O均為極性分子，且分子間可以形成氫鍵；

(5) 根據晶胞結構可知，晶胞中含有的鎂原子數目=8×+2×=2，鋁原子數目=2×=1，該合金的化學式為Mg2Al；在晶胞中，鎂原子位于頂點和2個面的面心，鋁原子位于2個面的面心，每個鎂原子周圍距離最近的鋁原子數目為4個，距離均為面對角線長度的一半；晶胞棱長為anm，晶胞的體積為(a×10-7)3cm3，晶胞的質量=g=g，則晶胞的密度== g/cm3，故答案為：Mg2Al；4；。