铁、钴、镍具有相似的性质，在化学上称为铁系元素。回答下列问题：(1)LiCoO2、 LiF...

铁、钴、镍具有相似的性质，在化学上称为铁系元素。回答下列问题：

(1)LiCoO2、 LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。

基态Co原子核外电子排布式为___________________，第四电离能I4(Co) _________I4(Fe)(填“>”或“<”)，PO43－的空间构型为___________________。

(2)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基配合物。在CO分子中，σ键与π键数目之比为_________。

(3)铁与K2O、(环戊二烯)在隔绝空气条件下共热可制得二茂铁[Fe(C5H5)2]。在环戊二烯中，配体配位数为 ________。二茂铁熔点为446K，不溶于水，易溶于乙醚、苯、乙醇等有机溶剂，373K即升华；从各种性质看，都表明它是典型的_________晶体。

(4)与铁同周期的另一种元素钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物，其中一种，往其溶液中加BaCl2溶液时，有白色沉淀；加入AgNO3溶液时，没有沉淀生成；加入氢氧化钠溶液时，无气体生成。则此种配合物的化学式为　 _________________________。

(5)铁单质的堆积方式有两种，其剖面图分别如图a、b所示。

在图a所示堆积方式里铁原子的堆积方式为___________________________。

在图b所示堆积方式里铁原子的总体积占晶体体积的比例为（空间利用率）_________。

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锂离子电池广泛用作便携式电源，其正极材料是决定锂离子电池可逆容量与循环寿命的关键因素之一。锂二次电池一般以LiCoO2、LiFePO4等为正极材料，以石墨碳为负极材料，以溶有LPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC) 为电解液。充电时，Li+ 从正极层状氧化物的晶格间脱出进入有机电解液，有机电解液中的Li+则进入负极，得电子后以原子形式嵌入到石墨材料的晶格中，即: 6C+xLi++xe-=LixC6，如图所示:

（1）如图所示，已知该电池电极总反应:LiCoO2+CLi1-xCoO2+CLix，充电时，该电池的正极上的反应为_______________________。

（2）放电时负极材料质量________(填“增加”、“减小”或“不变”)

（3）在实验室中，可用下列方案从废旧锂离子电池的正极材料中(主要含有LiCoO2、炭粉及少量Al、Fe等) 回收钴和锂。

①溶解过程中，通入SO2时所发生反应的化学方程式为________________________；

②除杂过程中，所得沉淀的主要成分是___________________；(写化学式)

③常温下，已知Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15，若沉淀钴时pH=9.5，则溶液中Co2+是否沉淀完全? 请列式计算说明。 _______________________________________________。

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锂离子电池己被广泛用作便携式电源。正极材料为LiCoO2、LiFePO4等，负极材料一般为石墨碳，以溶有LiPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC)作电解液。

(1)Fe2+基态核外电子排布式为 ________。

(2)PO43-的空间构型为 ________　 (用文字描述)。

(3)中的配位数为6，该配合物中的配位原子为 _____。

(4)碳酸二乙酯(DEC)的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为_____，1mol碳酸二乙酯(DEC)中含有σ键的数目为_____。

(5)氮化锂是一种新型无机贮氢材料，其晶胞结构如图所示，该晶体的化学式为_______。

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随新能源汽车的发展,新能源电池技术也在不断创新,典型的锂离子电池一般以LiCoO2或LiFePO4等为正极材料，以石墨碳为负极材料，以溶有LiPF6等的有机溶液为电解质溶液。

（1）P原子的电子排布式为_________。Fe2+中未成对电子数为___________。

（2）N、O、F原子的第一电离能由小到大的顺序为_______。

（3）等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。ClO4-与PO43-互为等电子体，ClO4-的立体构型为_______，中心原子的杂化轨道类型为________。

（4）烷烃同系物中，CH4的沸点最低，原因是______________。

（5）向CuSO4溶液中加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色溶液，在此溶液中加入乙醇，析出深蓝色的晶体。由蓝色沉淀得到深蓝色溶液的离子方程式为_______________；深蓝色晶体中存在的化学键类型有__________ 。（填代号）

A．离子键　　　　　　

B．σ键　　　　　　　　

C．非极性共价键　

D．配位键　　　　　　

E．金属键　　　　　　　

F．氢键

（6）如图所示为Co的某种氧化物的晶胞结构图，则该氧化物的化学式为______；若该晶胞的棱长为a pm,则该晶体的密度为_____________g/cm3。（NA为阿伏加德罗常数的值）

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三位化学家因研究锂电池做出开创性贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。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；成为目前广泛使用的锂电池。

（1）铁元素在元素周期表中的位置__；LiFePO4中Fe2+基态电子排布式是__。

（2）P的电负性___O的电负性（填写“大于”“小于”或“等于”）；PO43-的空间构型是__，中心原子的杂化方式是___。

（3）Li+与H-具有相同的电子构型，r(Li+)小于r(H-)，原因是__。

（4）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__。

（5）有一种蓝色晶体[可表示为：KFex(CN)6，相对分子质量为Mr]，经研究发现，其晶胞的如图所示（K+未画出）。

①晶体中与每个Fe3+距离最近且等距离的CN-有__个。

②该晶体的化学式为__。

③若晶胞中每个Fe3+和Fe2+距离用anm表示，则晶体的密度表达式是__g/cm3。

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LiFePO4新型锂离子动力电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。已知该电池放电时的电极反应式为：正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，负极：Li－e－===Li＋。下列说法正确的是

A. 充电时电池反应式为FePO4＋Li===LiFePO4

B. 放电时在正极上是Li＋得电子被还原

C. 放电时电池内部Li＋向正极移动

D. 充电时动力电池上“＋”的电极与外接电源的负极相连

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2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研发领域作出贡献的三位科学家。下列对于锂离子电池所用材料分类不正确的是

A.A B.B C.C D.D

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2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研发领域作出贡献的三位科学家。下列对于锂离子电池所用材料分类不正确的是

A.A B.B C.C D.D

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钛白粉(TiO2)是重要的白色颜料，LiFePO4是锂离子电池的正极材料。一种利用钛铁矿( 主要成分为FeTiO3 和少量Fe2O3 )进行钛白粉和LiFePO4 的联合生产工艺如下图所示:

回答下列问题:

（1） LiFePO4中Fe的化合价是_______________________。

（2）钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎，粉碎的目的是__________________________________。

（3）用离子方程式表示操作I加入铁粉的目的:__________________________。操作II为一系列操作，名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤，其中用到的陶瓷仪器的名称是___________。

（4）TiO2+易水解，则其水解的离子方程式为______________________；“转化”利用的是TiO2+的水解过程，需要对溶液加热，加热的目的是________________________________。

（5）“沉铁”的的是使Fe3+生成FePO4，当溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L时可认为Fe3+ 沉淀完全，则溶液中Fe3+沉淀完全时的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:该温度下，Ksp(FePO4)=1.0×10-22]。

（6）由“沉铁”到制备LiFePO4的过程中，所需17%　 H2O2溶液与草酸( H2C2O4)的质量比是_____。

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锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。

（1）LiFePO4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料，这与PO43-的结构密切相关，PO43-的中心原子的杂化杂化类型为__。基态P原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为__。

（2）通常在电极材料表面进行“碳”包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是___，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为___。

（3）Li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸，实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子，下列结构式（黑点代表电子）中最有可能代表O2分子结构的是___（填标号）。

A.　　　 B.　　　 C.　　　 D.

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