Question

【題目】鋼鐵中含有C、N、Mn等元素，實驗中常用過硫酸鹽氧化法測定鋼鐵中錳的含量，反應原理為2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+

（1）Mn原子的價層電子的軌道衷達式（電子排布圖）為______。

（2）已知H2S2O8的結構簡式如圖所示。

①H2S2O8中S的軌道雜化方式為______，H、O、S三種元素中，電負性最大的元素是_________（填元素符號）。

②S基態原子中電子的運動狀態有_________種。

③上述反應中S2O82-斷裂的共價鍵類型為________，（填“σ鍵”或“π鍵”) ，每生成1molMnO4-,斷裂的共價鍵數目為_________NA。

（3）C和N能形成多種結構的晶體。一種新型的超硬材料類似于金剛石的結構，但硬度比金剛石大，其晶胞如圖所示（圖示原子都包含在晶胞內），其化學式為________。已知晶胞參數a=0.64nm, b=0.55nm，c=0.24nm，則該晶體的密度為________（列出式子即可，但式子中不包含字母）g/cm3。

Answer 1

【答案】 sp3 O 16 σ鍵 2.5 C3N4

【解析】（1）Mn原子的價層電子的軌道表達式（電子排布圖）為；（2）①H2S2O8中S與4個O原子形成4個δ鍵，軌道雜化方式為sp3，同主族自上而下第一電離能減小，H、O、S三種元素中，電負性最大的元素是O；②S元素為16號元素，原子核外有16個電子，每個電子的運動狀態都不同，則有16種不同的電子；③上述反應中S2O82-斷裂的共價鍵類型為單鍵，是σ鍵 ；2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+，每生成2molMnO4-,斷裂5mol共價鍵，故每生成1molMnO4-,斷裂的共價鍵數目為2.5NA。（3）晶胞中有6個C，8個N，故化學式為C3N4；ρ=m/V=。