Question

【题目】锂电池由于能量密度大逐渐取代锌电池。常用锂电池的正极材料为磷酸亚铁锂(LiFe-PO4)，可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等原料制备。回答下列问题：

（1）Fe基态原子核外电子排布式为___。

（2）已知Li2O是离子晶体，其晶格能的Born－Haber循环如图所示。

如图可知，Li原子的第一电离能为___kJ·mol－1，O＝O键键能为___kJ·mol－1，Li2O晶格能为__kJ·moL－1。

（3）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___。

（4）NH4H2PO4中，P的杂化轨道类型为___。

（5）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为___。六棱柱底边边长为a cm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为___g·cm－3(列出计算式即可)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d64s2 520 498 2908 4 sp3 六方最密堆积

【解析】

(1)基态Fe原子核外电子数为26；

(2)Li原子的第一电离能为Li原子失去1个电子所需要的能量；O=O键键能为氧气分子变为氧原子所需能量；晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量；

(3)蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3，存在Fe-Cl键；

(4)磷酸根离子中P形成4个σ键；

(5)金属锌的这种堆积方式称为六方最密堆积，该晶胞中Zn原子个数=12×+2×+3=6，六棱柱底边边长为acm，高为ccm，六棱柱体积=[(a×a×sin120°)×3×c]cm3，晶胞密度=。

(1)Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；

(2)Li原子的第一电离能为Li原子失去1个电子所需要的能量，所以其第一电离能为kJ/mol=520kJ/mol；O=O键键能为氧气分子变为氧原子所需能量，其键能=2×249kJ/mol=498kJ/mol；晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，所以其晶格能为2908kJ/mol；

(3)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，Fe原子周围有4个Cl，则其中Fe的配位数为4；

(4)NH4H2PO4中，磷酸根离子中P形成4个σ键，则P的杂化轨道形式为sp3；

(5)金属锌的这种堆积方式称为六方最密堆积，该晶胞中Zn原子个数=12×+2×+3=6，六棱柱底边边长为acm，高为ccm，六棱柱体积=[(a×a×sin120°)×3×c]cm3，晶胞密度==g/cm3=g/cm3或g/cm3。