Question

【題目】鐵、鈷、鎳等金屬單質及化合物有廣泛的應用。

（1）已知鋰離子電池總反應方程式是FePO4(s)+Li(s) LiFePO4(s)。請寫出Fe3+的電子排布式____________，PO43-離子中p原子雜化軌道類型____________。

（2）化合物“鈷酞菁”能顯著提升二次電池的充放電效率，下圖是改性“氨基鈷酞菁”分子的結構圖。

①一個電子的運動狀態取決于______種因素，基態Co原子中空間運動狀態不同的電子數為___種。

②氨基鈷酞菁中非金屬元素的電負性從大到小的順序為_________

③“氨基鈷酞菁”比“鈷酞菁”顯著溶于水，請簡述其原因_______。

（3）K3[Co(NO2)6]中存在的化學鍵類型有____________，配位數為_______。

（4）Sr和Ca為同族金屬元素，CaO與SrO熔點更高、硬度更大，請簡述原因______。

（5）如上圖所示為NiO晶體的晶胞示意圖：

①該晶胞中與一個Ni最近等距離的O構成的空間幾何形狀為____________________。

②在NiO晶體中Ni2+的半徑為apm，O3-的半徑為bpm，假設它們在晶體中是緊密接觸的，則其密度為___g/cm3。（用含字母a、b的計算式表達）

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d5或【Ar】3d5 sp3 4 15 N＞C＞H 引入的氨基可與水分子之間形成氫鍵 離子鍵、共價鍵、配位鍵 6 CaO的晶格能大于SrO的晶格能，所以CaO比SrO熔點更高、硬度更大 正八面體

【解析】

（1）鐵為26號元素，根據構造原理可知Fe3+的核外電子排布式分別是1s22s22p63s23p63d5或【Ar】3d5；PO43－的價電子對數 n＝＝4，P 采用 sp3 雜化；①一個電子的運動狀態取決于它所處的電子層、電子亞層、軌道的空間伸展方向和自旋狀況4種因素，基態Co原子中空間運動狀態不同的電子數為15種；②非金屬性越強，電負性越大，則氨基鈷酞菁中非金屬元素N、H、C的電負性從大到小的順序為N＞C＞H；③“氨基鈷酞菁” 引入的氨基可與水分子之間形成氫鍵，故比“鈷酞菁”顯著溶于水；（3）K3[Co(NO2)6]中鉀離子與[Co(NO2)6]3-之間存在離子鍵，Co3+與NO2-以配位鍵形成，氮原子與氧原子形成共價鍵；Co3+與NO2-以配位鍵形成，配位數為6；（4）CaO的晶格能大于SrO的晶格能，所以CaO比SrO熔點更高、硬度更大；（5）①根據晶胞結構可知與一個Ni最近等距離的O構成的空間幾何形狀為正八面體；②根據均攤計算，Ni2+的個數為8，O2-的個數為12，在NiO晶體中Ni2+的半徑為apm，O2-的半徑為bpm，假設它們在晶體中是緊密接觸的，晶胞邊長為，晶胞體積為，則其密度為=g/cm3。