Question

【題目】磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn)，文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備。回答下列問(wèn)題：

(1)在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是________，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_________(填“相同”或“相反”)。

(2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為____，其中Fe的配位數(shù)為_____________。

(3) NH4H2PO4中P的_______雜化軌道與O的2p軌道形成 σ 鍵。

(4)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡(jiǎn)單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示：

這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為____________(用n代表P原子數(shù))。

Answer 1

【答案】Mg 相反 4 sp3 (PnO3n+1)(n+2)—

【解析】

（1）根據(jù)對(duì)角線原則分析可得；

（2）在氯化鐵雙聚分子中，鐵原子除了與3個(gè)氯原子形成共價(jià)鍵外，還能接受另一氯原子提供的孤對(duì)電子而形成配位鍵；

（3）NH4H2PO4是由銨根離子和磷酸二氫根離子形成的離子化合物，磷酸二氫根離子中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4；

（4）可以根據(jù)磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化學(xué)式尋求規(guī)律分析。

（1）根據(jù)對(duì)角線原則可知與鋰的化學(xué)性質(zhì)相似的是鎂，鎂元素基態(tài)原子核外M層的電子數(shù)是2，價(jià)電子排布式為43s2，s軌道的2個(gè)電子自旋方向相反，故答案為：Mg；相反；

（2）在氯化鐵雙聚分子中，鐵原子除了與3個(gè)氯原子形成共價(jià)鍵外，還能接受另一氯原子提供的孤對(duì)電子而形成配位鍵，則雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為，每個(gè)鐵原子與4個(gè)氯原子相連，則Fe的配位數(shù)為4，故答案為：；4；

（3）NH4H2PO4是由銨根離子和磷酸二氫根離子形成的離子化合物，磷酸二氫根離子中P原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，采取sp3雜化，sp3雜化軌道與O的2p軌道形成 σ 鍵，故答案為：sp3；

（4）磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化學(xué)式分別為PO42-、P2O74 -、P3O105-，由化學(xué)式可知磷原子的變化規(guī)律為1、2、3。。。n，氧原子的變化規(guī)律為4、7、。。。3n+1，酸根的電荷數(shù)變化規(guī)律為3、4、5。。。n+2，則這類磷酸根離子化學(xué)式的通式為(PNO3N+1)(n+2)-，故答案為：(PnO3n+1)(n+2)-。