Question

11．2013年2月18日，俄科學(xué)家找到2月15墜落的隕石殘骸，由于隕石碎片是在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州的切巴爾庫爾湖被發(fā)現(xiàn)的，因此隕石也被取名為“切巴爾庫爾隕石”． 經(jīng)過化學(xué)分析，隕石的鐵含量約為10%左右，含少量的₂₄Cr³⁺、₂₅Mn²⁺、₂₈Ni²⁺等離子，此外還有橄欖石、亞硫酸鹽等化學(xué)成分．請(qǐng)同學(xué)們回答下列問題：
（1）上述隕石所含的₂₄Cr³⁺、₂₅Mn²⁺、₂₈Ni²⁺中，含未成對(duì)電子數(shù)最多的是₂₅Mn²⁺離子．
（2）橄欖石主要是由Mg₂SiO₄和Fe₂SiO₄組成的，Mg₂SiO₄耐火度大于1710℃，可不經(jīng)煅燒直接做耐火材料．請(qǐng)把Mg₂SiO₄改寫成氧化物的書寫形式2MgO•SiO₂．
（3）鐵元素有變價(jià)，寫出Fe²⁺的核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，試根據(jù)原子核外電子排布所遵循的原理解釋Fe²⁺具有較的強(qiáng)還原性，易被氧化為Fe³⁺的原因3d軌道再失去一個(gè)電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu)，根據(jù)洪特規(guī)則，這種結(jié)構(gòu)，能量低，較穩(wěn)定，所以，F(xiàn)e²⁺容易失去一個(gè)電子，易被氧化為Fe³⁺．當(dāng)然Fe³⁺也有氧化性，在印刷行業(yè)中就用氯化鐵溶液腐蝕銅板，寫出離子方程式Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺．
（4）鐵容易生銹，為了防止鐵的腐蝕，常常給鐵制品鍍上一層鋅，電鍍時(shí)鋅塊做電鍍池的陽極．

Answer 1

分析 （1）基態(tài)Cr³⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³；基態(tài)₂₅Mn²⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；基態(tài)₂₈Ni²⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸；
（2）把硅酸鹽寫成二氧化硅和其它氧化物形式，要保證原子總數(shù)和化合價(jià)不變，按化合價(jià)分別寫化學(xué)式；
（3）Fe屬于26號(hào)元素，F(xiàn)e²⁺的核外有24個(gè)電子；因?yàn)?d軌道再失去一個(gè)電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu)，根據(jù)洪特規(guī)則，這種結(jié)構(gòu)，能量低，較穩(wěn)定，所以，F(xiàn)e²⁺容易失去一個(gè)電子，易被氧化為Fe³⁺，印刷行業(yè)中就用氯化鐵溶液腐蝕銅板，離子方程式為：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）電鍍時(shí)將待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極．

解答 解：（1）因?yàn)榛鶓B(tài)Cr³⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³，其3d軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)₂₅Mn²⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，其3d軌道上有5個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)₂₈Ni²⁺離子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸，其3d軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，所以含未成對(duì)電子數(shù)最多的是₂₅Mn²⁺離子，故答案為：₂₅Mn²⁺；
（2）把硅酸鹽寫成二氧化硅和其它氧化物形式，要保證原子總數(shù)和化合價(jià)不變，所以Mg₂SiO₄改寫成氧化物的書寫形式為：2MgO•SiO₂，故答案為：2MgO•SiO₂； 
（3）Fe屬于26號(hào)元素，F(xiàn)e²⁺的核外有24個(gè)電子，則Fe²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；因?yàn)?d軌道再失去一個(gè)電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu)，根據(jù)洪特規(guī)則，這種結(jié)構(gòu)，能量低，較穩(wěn)定，所以，F(xiàn)e²⁺容易失去一個(gè)電子，易被氧化為Fe³⁺，印刷行業(yè)中就用氯化鐵溶液腐蝕銅板，離子方程式為：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺
，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶；3d軌道再失去一個(gè)電子后就成了半充滿的結(jié)構(gòu)，根據(jù)洪特規(guī)則，這種結(jié)構(gòu)，能量低，較穩(wěn)定，所以，F(xiàn)e²⁺容易失去一個(gè)電子，易被氧化為Fe³⁺；Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺；
（4）電鍍時(shí)將待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，所以給鐵制品鍍上一層鋅，電鍍時(shí)鋅塊做電鍍池的陽極，故答案為：陽．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原子核外電子排布書寫及應(yīng)用，硅酸鹽的組成以及電鍍?cè)�理等知識(shí)，難度中等．