Question

20．一項科學研究成果表明，銅錳氧化物（CuMn₂O₄）能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）向一定物質的量濃度的Cu（NO₃）₂和Mn（NO₃）₂溶液中加入Na₂CO₃溶液，所得沉淀經高溫灼燒，可制得CuMn₂O₄．
①Cu²⁺基態(tài)的核外電子排布式可表示為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹．
②CO₃^2-的空間構型是平面正三角形（用文字描述）．
（2）在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化為CO₂，HCHO 被氧化為CO₂和H₂O．
①寫出一種與CO分子互為等電子體的離子的化學式CN^-（或NO⁺）．
②HCHO分子中C原子軌道的雜化類型為sp²．
③1mol CO₂中含有的σ鍵數(shù)目為2mol或2×6.02×10²³或2N_A．
（3）向CuSO₄溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu（OH）₄]^2-．[Cu（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為．（不考慮空間構型）

Answer 1

分析 （1）①Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去2個電子生成Cu²⁺，根據構造原理書寫銅離子核外電子排布式；
②碳酸根離子中C原子價層電子對個數(shù)=3+$\frac{4+2-3×2}{2}$=3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷碳酸根離子空間構型；
（2）①原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒互為等電子體，與CO互為等電子體的微粒中含有2個原子且價電子數(shù)為10；
②甲醛分子中C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式；
③二氧化碳的結構式為O=C=O，每個二氧化碳分子中含有2個σ鍵；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中Cu原子和氫氧根離子之間存在配位鍵，配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，該微粒中Cu原子含有空軌道、O原子含有孤電子對．

解答 解：（1）①Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去2個電子生成Cu²⁺，根據構造原理書寫銅離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；
②碳酸根離子中C原子價層電子對個數(shù)=3+$\frac{4+2-3×2}{2}$=3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷碳酸根離子空間構型為平面正三角形，故答案為：平面正三角形；
（2）①原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒互為等電子體，與CO互為等電子體的微粒中含有2個原子且價電子數(shù)為10，所以與CO互為等電子體的離子有CN^-（或NO⁺），故答案為：CN^-（或NO⁺）；
②甲醛分子中C原子價層電子對個數(shù)是3且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷C原子雜化方式為sp² ，
故答案為：sp² ；
③二氧化碳的結構式為O=C=O，每個二氧化碳分子中含有2個σ鍵，則1mol CO₂中含有的σ鍵數(shù)目為2mol或2×6.02×10²³或2N_A，
故答案為：2mol或2×6.02×10²³或2N_A；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中Cu原子和氫氧根離子之間存在配位鍵，配位鍵由含有孤電子對的原子指向含有空軌道的原子，該微粒中Cu原子含有空軌道、O原子含有孤電子對，所以[Cu（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為，
故答案為：；

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及原子核外電子排布式的書寫、微粒空間構型判斷、等電子體、原子雜化方式判斷、配位鍵等知識點，明確原子或物質結構、基本概念是解本題關鍵，難點是判斷微�？臻g構型及原子雜化方式判斷．