Question

【题目】磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：

(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________(填“相同”或“相反”)。

(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为____，其中Fe的配位数为_____________。

(3) NH4H2PO4中P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成 σ 键。

(4)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________(用n代表P原子数)。

Answer 1

【答案】Mg 相反 4 sp3 (PnO3n+1)(n+2)—

【解析】

（1）根据对角线原则分析可得；

（2）在氯化铁双聚分子中，铁原子除了与3个氯原子形成共价键外，还能接受另一氯原子提供的孤对电子而形成配位键；

（3）NH4H2PO4是由铵根离子和磷酸二氢根离子形成的离子化合物，磷酸二氢根离子中P原子的价层电子对数为4；

（4）可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式寻求规律分析。

（1）根据对角线原则可知与锂的化学性质相似的是镁，镁元素基态原子核外M层的电子数是2，价电子排布式为43s2，s轨道的2个电子自旋方向相反，故答案为：Mg；相反；

（2）在氯化铁双聚分子中，铁原子除了与3个氯原子形成共价键外，还能接受另一氯原子提供的孤对电子而形成配位键，则双聚分子存在的FeCl3的结构式为，每个铁原子与4个氯原子相连，则Fe的配位数为4，故答案为：；4；

（3）NH4H2PO4是由铵根离子和磷酸二氢根离子形成的离子化合物，磷酸二氢根离子中P原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，sp3杂化轨道与O的2p轨道形成 σ 键，故答案为：sp3；

（4）磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式分别为PO42-、P2O74 -、P3O105-，由化学式可知磷原子的变化规律为1、2、3。。。n，氧原子的变化规律为4、7、。。。3n+1，酸根的电荷数变化规律为3、4、5。。。n+2，则这类磷酸根离子化学式的通式为(PNO3N+1)(n+2)-，故答案为：(PnO3n+1)(n+2)-。