Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能数据列于下表：
回答下列问题：
（1）Mn元素价电子的电子排布式为 ，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fen再失去一个电子难。其原因是 。
（2）Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道能与一些分子或离子形成配合物。
①与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是 。
②络离子[Fe(CN)6]4-的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是 ，写出一种与 CN-互为等电子体的单质分子的电子式 。
（3）三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁的晶体类型为 。
（4）金属铁晶体在不同的温度下有两种堆积方式，如图所示。体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为 。
ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)白磷单质中的P原子采用的轨道杂化方式是 。
(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)As原子序数为 ,其核外M层和N层电子的排布式为 。
(4)NH3的沸点比PH3 (填“高”或“低”),原因是 。
P
的立体构型为 。
(5)H3PO4的K1、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13。硝酸完全电离,而亚硝酸K=5.1×10-4,请根据结构与性质的关系解释:
①H3PO4的K1远大于K2的原因 ;
②硝酸比亚硝酸酸性强的原因 。
(6)NiO晶体结构与NaCl晶体类似,其晶胞的棱长为a cm,则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为 cm(用含有a的代数式表示)。在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”(如下页图),可以认为氧离子作密致单层排列,镍离子填充其中,列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为 g(氧离子的半径为1.40×10-10 m)。
MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一,在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体,可以提高其利用率,优化碱锰电池的性能。
(1)写出基态Mn原子的核外电子排布式 。
(2)CoTiO3晶体结构模型如图1所示。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子,周围距离最近的O原子数分别为 个、 个。
(3)二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂,常用于污水处理。O2在其催化作用下,可将CN-氧化成CNO-,进而得到N2。与CNO-互为等电子体的分子、离子化学式分别为 、 (各写一种)。
(4)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。
三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是 ,1 mol三聚氰胺分子中σ键的数目为 。
A、B、C、D、E、F为前四周期元素且原子序数依次增大,其中A含有3个能级,且每个能级所含的电子数相同;C的最外层有6个运动状态不同的电子;D是短周期元素中电负性最小的元素;E的最高价氧化物的水化物酸性最强;F除最外层原子轨道处于半充满状态,其余能层均充满电子。G元素与D元素同主族,且相差3个周期。
(1)元素A、B、C的第一电离能由小到大的是 (用元素符号表示)。
(2)E的最高价含氧酸中E的杂化方式为 。
(3)F原子的外围电子排布式为 。
(4)DE,GE两种晶体,都属于离子晶体,但配位数不同,其原因是 。
(5)已知DE晶体的晶胞如图所示,若将DE晶胞中的所有E离子去掉,并将D离子全部换为A原子,再在其中的4个“小立方体”中心各放置一个A原子,且这4个“小立方体”不相邻。位于“小立方体”中的A原子与最近的4个A原子以单键相连,由此表示A的一种晶体的晶胞(已知A—A键的键长为a cm,NA表示阿伏加德罗常数的数值),则该晶胞中含有 个A原子,该晶体的密度是 g·cm-3(列式表示)。
砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为 ;砷与溴的第一电离能较大的是 。
(2)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是 。
(3)Na3AsO4可作杀虫剂。As
的空间构型为 ,与其互为等电子体的一种分子为 。
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的化学式为 ,As原子采取 杂化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与 个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有 (填字母)。
| A．离子键 | B．σ键 | C．π键 | D．氢键 E.配位键 F.金属键 G.极性键 |
A、B、C、D、E五种短周期元素,已知:
①原子半径递增顺序为:A、D、C、B、E
②短周期(除稀有气体元素外)所有元素中A的原子半径与E的原子半径之比为最小
③B、C、D三种元素电子层相同,三者原子序数之和为21,且D原子次外层电子数为最外层电子数的,
请回答下列问题:
(1)写出E单质在D单质中燃烧产物的电子式: 。
(2)C2A4·H2O与NH3·H2O相似,水溶液也呈弱碱性,用电离方程式表示其水溶液呈弱碱性的原因: 。
(3)B、D、E三种元素可组成常见化合物X,A、B、D、E可组成常见化合物Y,X、Y均是生活中常见的化学试剂,它们在一定条件下可互相转化。当a mol Y转化成a mol X时:(溶液中进行)
①若加入a mol纯净物Z就可实现转化,则加入Z为 (填一种Z物质化学式)。
②若加入0.5a mol纯净物Z就可实现转化,则加入Z为 (填一种Z物质化学式)。
(4)C2A4可用作高能燃料电池的燃料,生成物之一为C的单质,惰性材料作电极,KOH作电解质溶液构成原电池,写出负极的电极反应: ;用该电池电解过量CuSO4溶液,共收集到3.36 L(标准状况)的气体,电池消耗6.4 g C2A4,则该燃料的利用率为 。