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

(2) CH3COOH中碳原子的雜化形式為________。

(3) NO3-的空間構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)目為_______，該晶體的密度為______g/cm3(阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)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(jié)合核外電子排布的規(guī)律書寫基態(tài)錳原子的價層電子排布式；根據(jù)基態(tài)Mn3+的價層電子排布式，結(jié)合洪特規(guī)則判斷；

(2) 根據(jù)價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)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(jù)價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)分析NO3一中氮原子的雜化類型，再判斷空間構(gòu)型；根據(jù)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(jié)合氫鍵分析解答；

(5) 根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)計算晶胞中含有的鎂原子和鋁原子數(shù)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(shù)目；根據(jù)晶胞棱長計算晶胞的體積，根據(jù)晶胞的化學式計算晶胞的質(zhì)量，再根據(jù)密度的計算公式計算。

(1)錳為25號元素，基態(tài)錳原子的價層電子排布式為3d54s2，基態(tài)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(shù)為3+=3，N原子軌道的雜化類型為sp2，空間構(gòu)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(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有的鎂原子數(shù)目=8×+2×=2，鋁原子數(shù)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(shù)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(zhì)量=g=g，則晶胞的密度== g/cm3，故答案為：Mg2Al；4；。