Question

【題目】高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Ni、Si、P等元素)制備，回答下面問題：

(1)鈷元素在元素周期表中的位置____。與硫元素位于同一主族，其價層電子排布式是___。

(2)MnSO4中陰離子的空間構型是____中心原子的雜化類型______。

(3)比較H2S ______H2Se熱穩定性：(填“＞”“＜”)判斷依據是______；比較沸點：N2H4 _____P2H4 (填“＞”“＜”)，判斷依據是______。

(4) FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態下以雙聚分子(FeCl3)2存在,畫出其結構并標出配位鍵__________。

(5)MnO具有NaCl型結構(如圖)，其中陽離子采用面心立方最密堆積方式，設其晶胞參數為apm，則r(Mn2+)為______pm晶胞密度是_____g/cm3(用含a的表達式表示)

Answer 1

【答案】第四周期第VIII族 7s27p4 正四面體 sp3 > S的非金屬性強于Se > N2H4分子間形成氫鍵 a

【解析】

(1)鈷元素為27號元素，位于第四周期第VIII族；質子數為116，則其原子核外有116個電子，則其電子層結構為2,8,18,32,32,18,6，位于第七周期，與S元素位于同一主族，則其價電子排布為7s27p4；

(2)硫酸錳中陰離子為SO，中心原子價層電子對數為=4，不含孤電子對，所以空間構型為正四面體形，中心原子采取sp3雜化；

(3)S和Se位于同一主族，同主族元素自上而下非金屬性減弱，所以非金屬性：S>Se，則簡單氫化物的穩定性H2S>H2Se；N2H4能形成分子間氫鍵，P2H4分子間不能形成氫鍵，所以沸點：N2H4＞P2H4；

(4)FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態下以雙聚分子(FeCl3)2存在，與AlCl3相似，氯原子提供孤電子對，Fe原子提供空軌道形成配位鍵，其結構式為(“→”表示出其中的配位鍵)；

(5)陽離子采用面心立方最密堆積方式，即Mn2+為面心立方最密堆積，則位于面對角線上的Mn2+相切，所以有4r(Mn2+)=a pm，所以r(Mn2+)=a pm；根據均攤法，晶胞中Mn2+的個數為=4，晶體化學式為MnO，則O2-的個數也為4，所以晶胞的質量m=，晶胞棱長為a pm，則晶胞的體積V=a3pm3=(a×10-10)3cm3，所以晶體的密度為=g/cm3。