Question

【题目】铁、钴、镍等单质及化合物的应用广泛。

（1）LiFePO4是锂离子电池材料，画出Fe2+的价层电子排布图____________，其中PO43-的立体构型是____________。

（2）化合物“钴酞菁”能显著提升二次电池的充放电效率，下图是改性“氨基钴酞菁”分子的结构图。

①写出氨基钴酞菁中N 原子的杂化轨道类型____________；

②写出一种与氨基阴离子NH2-互为等电子体的中性分子____________；

③将“钴酞菁”改性为“氨基钴酞菁”后，能使其水溶性得到有效改善，请简述其原因：____________

（3）1mol[Co(NO2)6]3-中所含的σ键数目是____________。K3[Co(NO2)6]中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________。

如图所示为NiO晶体的晶胞结构示意图:

①该晶胞中占有阴阳离子总数是____________；

②己知在NiO晶体中Ni2+的半径为a pm，O2-的半径为bpm，它们在晶体中是紧密接触的，则在NiO晶体中原子的空间利用率为____________。（用含字母a、b的计算式表达）

Answer 1

【答案】 正四面体 sp2、sp3 H2O或H2S等 引入的氨基上的H原子可与水分子形成氢键 18NA N>O>Co>K 8 ××100%

【解析】（1）铁的原子序数是26，则Fe2+的价层电子排布图为。其中PO43-中P的价层电子对数＝4，且不存在孤对电子，所以立体构型是正四面体。（2）①氨基钴酞菁中N 原子既能形成双键，也能形成单键，则杂化轨道类型为sp2、sp3；②原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，则氨基阴离子NH2-互为等电子体的中性分子为 H2O或H2S等；③将“钴酞菁”改性为“氨基钴酞菁”后，由于引入的氨基上的H原子可与水分子形成氢键，所以能使其水溶性得到有效改善；（3）单键都是σ键，双键中含有1个σ键，则1mol[Co(NO2)6]3-中所含的σ键数目是 18NA。非金属性越强，第一电离能越大，氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则K3[Co(NO2)6]中四种元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>Co>K。（4）①该晶胞中氧离子个数＝8×1/8+6×1/2=4，镍离子个数＝12×1/4+1=4，因此占有阴阳离子总数是8；②晶胞中共含有4个Ni2+和4个O2－，体积为：，晶胞的边长为2a+2b，晶胞体积为（2a+2b）3，氯化钠晶体中离子的空间利用率为×100%