Question

19．Mn、Fe均為第四周期過渡元素，部分電離能數(shù)據(jù)如表所示，請回答下列問題：

元素		Mn	Fe
電離能（kJ•mol-1）	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

（1）Mn元素基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d⁵4s²，比較兩元素的I₂、I₃可知，氣態(tài)Mn²⁺再失去一個電子比氣態(tài)Fe²⁺再失去一個電子難．其原因是由Mn²⁺轉(zhuǎn)化為Mn³⁺時，3d能級由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d⁴狀態(tài)需要的能量較多，而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶到穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少．
（2）氯化鐵常溫下為固體，熔點282℃，沸點315℃，在300℃以上易升華．易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑．則氯化鐵的晶體類型為分子晶體．
（3）金屬鐵的晶體在不同的溫度下有兩種堆積方式，如圖所示．則體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數(shù)之比為1：2．
（4）下列分子或離子中，能提供孤電對與Cu²⁺形成配位鍵的是D．（填字母，下同）
①H₂O ②NH₃ ③F^- ④CN^-
A．僅①②B．僅①②③C．僅①②④D．①②③④
（5）向盛有硫酸銅溶液的試管中加入氨水，首先形成難溶物，繼續(xù)加入氨水，難溶物溶解并得到深藍色的透明溶液．下列敘述正確的是B．
A．反應(yīng)后溶液中不存在任何沉淀，所以反應(yīng)前后Cu²⁺的濃度不變
B．沉淀溶解后生成深藍色的[Cu（NH₃）₄]²⁺
C．若硫酸銅溶液中混有少量硫酸，則可用氨水除去硫酸銅溶液中的硫酸
D．[Cu（NH₃）₄]²⁺的空間構(gòu)型為平面正方形．

Answer 1

分析 （1）Mn原子核外電子數(shù)為25，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；原子軌道處于半滿、全滿、全空時能量更低穩(wěn)定；
（2）氯化鐵熔沸點低，易升華，易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑，符合分子晶體的特征；
（3）根據(jù)均攤法計算晶胞中Fe原子數(shù)目；
（4）含有孤對電子的微�？梢耘cCu²⁺形成配位鍵；
（5）氨水和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍色沉淀，當(dāng)氨水過量時，氨水和氫氧化銅反應(yīng)生成可溶性的銅氨絡(luò)合物，得到深藍色的透明溶液，[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子采取sp³雜化，空間構(gòu)型為四面體．

解答 解：（1）Mn元素為25號元素，核外電子排布式為[Ar]3d⁵4s²，
由Mn²⁺轉(zhuǎn)化為Mn³⁺時，3d能級由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d⁴狀態(tài)需要的能量較多；而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶到穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少，
故答案為：[Ar]3d⁵4s²； 由Mn²⁺轉(zhuǎn)化為Mn³⁺時，3d能級由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定的3d⁴狀態(tài)需要的能量較多，而Fe²⁺到Fe³⁺時，3d能級由不穩(wěn)定的3d⁶到穩(wěn)定的3d⁵半充滿狀態(tài)，需要的能量相對要少；
（2）三氯化鐵，其熔點：282℃，沸點315℃，在300℃以上升華．易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑，符合分子晶體的特征，故為三氯化鐵分子晶體，
故答案為：分子晶體；
（3）體心立方結(jié)構(gòu)晶胞中鐵原子數(shù)為1+8×$\frac{1}{8}$=2，面心立方結(jié)構(gòu)晶胞中鐵原子數(shù)為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，體心立方晶胞和面心立方晶胞中實際含有的Fe原子個數(shù)之比為2：4=1：2，
故答案為：1：2；
 （4）①H₂O ②NH₃ ③F^- ④CN^-均含有孤對電子，都能提供孤電對與Cu²⁺形成配位鍵，
故答案為：D；
（5）A．硫酸銅和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍色沉淀，繼續(xù)加氨水時，氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應(yīng)生成絡(luò)合物而使溶液澄清，所以溶液中銅離子濃度減小，故A錯誤；
B．硫酸銅和氨水反應(yīng)生成氫氧化銅藍色沉淀，繼續(xù)加氨水時，氫氧化銅和氨水繼續(xù)反應(yīng)生成絡(luò)合物離子[Cu（NH₃）₄]²⁺而使溶液澄清，故B正確；
C．氨水過量會使銅離子沉淀，故C錯誤；
D．[Cu（NH₃）₄]²⁺中銅離子采取sp³雜化，空間構(gòu)型為四面體，故D錯誤；
故選B．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及電子排布式、電離能、化學(xué)鍵、晶體性質(zhì)、晶胞計算、配合物等，難度中等，是對知識與能力綜合考查．