Question

11．過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途．
（1）過渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色，與其d軌道電子排布有關(guān)．一般而言，為d⁰或d¹⁰排布時(shí)，無(wú)顏色；為d¹～d⁹排布時(shí)，有顏色，如[Co（H₂O）₆]²⁺顯粉紅色，據(jù)此判斷，[Mn（H₂O）₆]²⁺有（填“有”或“無(wú)”）顏色．
（2）現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡(jiǎn)稱PFS，化學(xué)式為：[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m，n＜5，m＜10}在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子．下列說(shuō)法中不正確的是D．（填序號(hào)）
A．PFS中鐵顯+3價(jià)
B．鐵原子的外圍電子排布式是3d⁶4s²
C．由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程
D．由下表可知?dú)鈶B(tài)Fe²⁺再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個(gè)電子難

元素		Mn	Fe
電離能	I1	717	759
（kJ•mol-1）	I2	1 509	1 561
	I3	3 248	2 957

（3）鉻的配合物在藥物應(yīng)用、設(shè)計(jì)合成新磁材料領(lǐng)域和聚乙烯催化劑方面都有重要應(yīng)用．現(xiàn)有鉻（Ⅲ）與甲基丙烯酸根的配合物為：{Cr₂[OOC-C（CH₃）═CH₂]₂（H₂O）₈}Cl₄
①該化合物中存在的化學(xué)鍵類型有配位鍵、共價(jià)鍵、離子鍵．
②甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有sp³和sp²．
③等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H₂O分子互為等電子體的微粒是H₂S（填一種即可）．
④與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是K、Cu（填元素符號(hào)）．

Answer 1

分析 （1）Mn²⁺的3d軌道上有5個(gè)電子，由題中信息知[Mn（H₂O）₆]²⁺有顏色；
（2）A．根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算；
B．Fe原子核外電子數(shù)為26，根據(jù)能量最低原理書寫；
C．硫酸亞鐵中鐵元素的化合價(jià)是+2價(jià)，[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中鐵元素的化合價(jià)是+3價(jià)，鐵離子水解生成氫氧化鐵，所以由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程；
D．電離能越大，其失電子越難；
（3）①該化合物中存在配位鍵、共價(jià)鍵、離子鍵；
②形成單鍵時(shí)，C原子以sp³形式雜化；形成雙鍵時(shí)，C原子以sp²形式雜化；
③等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子；
④基態(tài)鉻原子的最外層電子排布是4s¹，同周期中最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素有K、Cu．

解答 解：（1）Mn²⁺的外圍電子排布為d⁵，3d軌道上有5個(gè)電子，由題中信息知[Mn（H₂O）₆]²⁺有顏色，
故答案為：有；
（2）A．設(shè)[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中Fe元素化合價(jià)為x，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知2x-n+（3-$\frac{n}{2}$）×（-2）=0，解得x=+3，故A正確；
B．Fe原子核外電子數(shù)為26，鐵元素的價(jià)電子數(shù)8，且4s軌道排2個(gè)電子，3d軌道排6個(gè)電子，所以鐵原子的價(jià)電子排布式是3d⁶4s²，故B正確；
C．硫酸亞鐵中鐵元素的化合價(jià)是+2價(jià)，[Fe₂（OH）_n（SO₄）_3-n/2]_m中鐵元素的化合價(jià)是+3價(jià)，鐵離子水解生成氫氧化鐵，所以由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程，故C正確；
D．Fe²⁺再失去一個(gè)電子需要的能量比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個(gè)電子需要能量小，所以氣態(tài)Fe²⁺再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個(gè)電子容易，故D錯(cuò)誤；
故選：D；
（3）①該化合物中，Cr³⁺與O原子之間形成配位鍵，配體中其它原子之間形成共價(jià)鍵，配離子與外界氯離子之間形成離子鍵，故答案為：配位鍵、共價(jià)鍵、離子鍵；
3d軌道上有5個(gè)電子，
②C原子形成單鍵時(shí)，形成4個(gè)σ鍵，雜化軌道數(shù)目為4，C原子以sp³形式雜化；C原子形成雙鍵時(shí)，形成4個(gè)σ鍵，C原子中軌道數(shù)目為3，C原子以sp²形式雜化，
故答案為：sp³和sp²；
③等電子體是具有相同的價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H₂O分子互為等電子體的微粒是：H₂S等，
故答案為：H₂S等；
④基態(tài)鉻原子的最外層電子排布是4s¹，同周期中最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素有K、Cu，
故答案為：K、Cu．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、電離能、化學(xué)鍵、等電子體等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．