Question

9．一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O₂²⁺、C₂^2-、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元素原子核外電子數為29，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d¹⁰4s¹，Cu原子失去4s、3d能級的1個電子形成Cu²⁺；
②利用加成電子對互斥模型判斷；
（2）①CO含有2個原子14個電子，結合等電子體概念寫出與CO分子互為等電子體的離子的化學式；
②根據中心原子形成的δ鍵和孤電子對數判斷雜化類型；
③據CO₂的結構式O=C=O判斷；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中與Cu²⁺與4個OH^-形成配位鍵．

解答 解：（1）①Cu元素原子核外電子數為29，其基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，Cu原子失去4s、3d能級的1個電子形成Cu²⁺，Cu²⁺的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；
②CO₃^2-中孤對電子$\frac{4+2-3×2}{2}$=0，價層電子對個數=3+0=3，則C采取sp²雜化，空間構型為平面三角形，
故答案為：平面三角形；
（2）①CO含有2個原子14個電子，所以CO互為等電子體的離子的化學式為：CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺），
故答案為：CN^-（或O₂²⁺、C₂^2-、NO⁺）；
②HCHO中碳原子含有3個σ鍵，不含孤電子對，采用sp² 雜化，
故答案為：sp²；
③CO₂的結構式為O=C=O，分子中C形成2個δ鍵，則1molCO₂中含有的σ鍵數目為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-中與Cu²⁺與4個OH^-形成配位鍵，則[Cu（OH）₄]^2-的結構可用示意圖表示為：，
故答案為：．

點評 本題綜合考查物質的結構與性質知識，側重于電子排布式、等電子體、雜化類型與配位鍵等知識，題目難度中等，注意把握雜化類型的判斷方法，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的靈活應用能力．