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锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2...

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锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2Li2CO3锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2...4LiFePO4+3CO2↑.回答下列问题:

(1)Fe失去电子变成为阳离子时首先失去______轨道的电子。

(2)C、O、Li原子的第一电离能由大到小的顺序是______;PO43-的空间构型为______。

(3)C与Si同主族,CO2在高温高压下所形成的晶体结构与SiO2相似,该晶体的熔点比SiO2晶体______(填“高”或“低”)。硅*盐和SiO2一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元,下图表示一种含n个硅原子的单链式多硅*根的结构(投影如图1所示),Si原子的杂化类型为______,其化学式可表示为______。

锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第2张

(4)图2表示普鲁士蓝的晶体结构(锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第3张个晶胞,K+未标出,每隔一个立方体在立方体体心有一个钾离子)。

①普鲁士蓝晶体中每个Fe3+周围最近且等距离的Fe2+数目为______个。

②晶体中该立方体的边长为a nm,设阿伏加德罗常数为NA,其晶体密度为______g•cm-3。

【回答】

4s    O>C>Li    正四面体    高    sp3    (SiO3)n2n-    6    锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第4张    

【分析】

(1)失电子先从最外层失去;

(2)同周期主族元素,随着原子序数增大,电负*增强,根据VSEPR理论判断PO43-的空间构型;

(3)CO2在高温高压下所形成的晶体结构与SiO2相似,C的半径小于Si,锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第5张中Si的价层电子对数为4,根据均摊原理计算化学式;

(4)①根据晶体结构,Fe3+周围的Fe2+离子在顶点上;

②根据锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第6张 晶胞计算1个整晶胞的质量,再由密度公式锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第7张计算晶体密度。

【详解】

(1)Fe的基态核外电子排布为:锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第8张,失电子先从最外层失去,所以先失去4s2电子;

故*为:4s;

(2)同周期主族元素,随着原子序数增大,电负*增强,所以C、O、Li原子的第一电离能由大到小的顺序是:O>C>Li;对于PO43-,根据VSEPR理论,VP=BP+LP=4+锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第9张=4,则其空间构型为正四面体;

故*为:O>C>Li;正四面体;

(3)CO2在高温高压下所形成的晶体结构与SiO2相似,C的半径小于Si,所以C-O之间的作用力比Si-O之间作用力强,熔点更高,锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第10张中Si的价层电子对数为4,所以Si原子的杂化类型为sp3;根据均摊原理,一个基本单元中含有1个Si,O的数目为2+2×锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第11张 =3个,一个基本单元所带电荷为2-,则其化学式可表示为:(SiO3)n2n-;

故*为:高;sp3;(SiO3)n2n-;

(4)①根据晶体结构,Fe3+周围的Fe2+离子在顶点上,以其中一个顶点的Fe3+来看,由于晶胞的无隙并置,该Fe3+所在晶胞内有等距最近的Fe2+3个,这3个相当于分别存在三条坐标轴半轴上,则每个Fe3+周围最近且等距离的Fe2+数目为2×3=6个;

故*为:6;

②取1mol晶胞,则1mol晶胞质量为m=8×(8×锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第12张×56+12×锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第13张×26)+4×39g=1228g,1mol晶胞即有NA个晶胞,1个整晶胞体积为V=(2a)3×10-21cm3,所以晶体密度为锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第14张=锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第15张g/cm3=锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第16张g/cm3;

故*为:锂离子二次电池正极材料**亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备**亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2... 第17张

【点睛】

本题考查了物质结构和*质,涉及晶胞的计算、等电子体、原子的杂化方式等知识点,会根据价层电子对互斥理论确定原子的杂化方式,会利用均摊法确定化学式。

知识点:物质结构与*质综合考查

题型:综合题

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