（2012?太原二模）MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在MnO2中加入CoTiO3纳米粉体，可以提高其

Question

（2012?太原二模）MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在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原子的价电子排布式：______． 元素 Mn Fe 电离能/kJ?mol-1 I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957比较锰和铁两元素的电离能I2、I3可知，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难．对此，你的解释是______．（2）在CoTiO晶胞中（结构如图所示），1个Ti原子，1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为______个、______个．（3）单质铝、石墨和二氧化钛按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料（在火箭和导弹上有重要应用），其反应的化学方程式是______．（4）叠氮酸（HN3）是一种弱酸，可部分电离出H+和N3-．已知N3-与CO2互为等电子体，则N-3的空间构型为______，其中心原子的杂化轨道类型是______．叠氮化物能与Co3+形成配合物，则[Co（N3）（NH3）5]SO4中配体是______，钴的配位数是______．

Answer 1

（1）Mn原子核外有25个电子，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，其价电子排布式为3d⁵4s²；Mn²⁺转化为Mn³⁺时，3d能级由稳定的3d⁵半满稳定状态转为不稳定状态，而气态Fe²⁺转化为Fe³⁺时，3d能级由不稳定的3d⁶状态转为稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对较少，
故答案为：3d⁵4s²；Mn²⁺转化为Mn³⁺时，3d能级由稳定的3d⁵半满稳定状态转为不稳定状态，而气态Fe²⁺转化为Fe³⁺时，3d能级由不稳定的3d⁶状态转为稳定的3d⁵半充满状态，需要的能量相对较少；
（2）根据晶胞结构可知，与Ti原子距离最近的O原子处于晶胞的面心上，有6个；以顶点Co原子研究，与Co原子距离最近的O原子也处于面心上，但1个Co原子为12个面共用，故1个Co原子周围与最近的O原子有12个，故答案为：6；12；
（3）单质铝、石墨和二氧化钛按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料，生成氧化铝与TiC，反应方程式为：4Al+3TiO₂+3C

高温  .

2Al₂O₃+3TiC，
故答案为：4Al+3TiO₂+3C

高温  .

2Al₂O₃+3TiC；
（4）N₃^-与CO₂互为等电子体，结构相似，N₃^-的空间结构为直线型，中心N原子为sp杂化方式，Co³⁺形成配合物[Co（N₃）（NH₃）₅]SO₄中Co³⁺有空轨道，为配离子，N₃^-、NH₃有孤电子对，为配体，Co³⁺的配位数为6，故答案为：直线型；sp；N₃^-、NH₃；6．