高考模拟化学真题分项汇编（北京专用）3年（2021-2023）专题05 结构与性质综合题

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专题05 结构与性质综合题

考点 结构与性质综合题
1．（2023·北京·统考高考真题）硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
(1)基态原子价层电子排布式是__________。
(2)比较原子和原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：____________________。
(3)的空间结构是__________。
(4)同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同，实验过程为。过程ⅱ中，断裂的只有硫硫键，若过程ⅰ所用试剂是和，过程ⅱ含硫产物是__________。
(5)的晶胞形状为长方体，边长分别为、，结构如图所示。
  
晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是，阿伏加德罗常数为，该晶体的密度为__________。
(6)浸金时，作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心原子和端基原子能否做配位原子并说明理由：____________________。
【答案】(1)
(2)，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
(3)四面体形
(4)和
(5) 4
(6)中的中心原子S的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对，能做配位原子

【详解】（1）S是第三周期ⅥA族元素，基态S原子价层电子排布式为。答案为；
（2）S和O为同主族元素，O原子核外有2个电子层，S原子核外有3个电子层，O原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子，即O的第一电离能大于S的第一电离能。答案为I1(O)>I1(S)，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子；
（3）的中心原子S的价层电子对数为4，无孤电子对，空间构型为四面体形，可看作是中1个O原子被S原子取代，则的空间构型为四面体形。答案为四面体形；
（4）过程Ⅱ中断裂的只有硫硫键，根据反应机理可知，整个过程中最终转化为，S最终转化为。若过程ⅰ所用的试剂为和，过程Ⅱ的含硫产物是和。答案为和；
（5）由晶胞结构可知，1个晶胞中含有个，含有4个；该晶体的密度。答案为4；；
（6）具有孤电子对的原子就可以给个中心原子提供电子配位。中的中心原子S的价层电子对数为4，无孤电子对，不能做配位原子；端基S原子含有孤电子对，能做配位原子。
2．（2022·北京·高考真题）工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿联合制备铁精粉和硫酸，实现能源及资源的有效利用。
(1)结构示意图如图1。

①的价层电子排布式为___________。
②中O和中S均为杂化，比较中键角和中键角的大小并解释原因___________。
③中与与的作用力类型分别是___________。
(2)晶体的晶胞形状为立方体，边长为，结构如图2。

①距离最近的阴离子有___________个。
②的摩尔质量为，阿伏加德罗常数为。
该晶体的密度为___________。
(3)加热脱水后生成，再与在氧气中掺烧可联合制备铁精粉和硫酸。分解和在氧气中燃烧的能量示意图如图3。利用作为分解的燃料，从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点___________。

【答案】(1) 孤电子对有较大斥力，使键角小于键角 配位键、氢键
(2) 6
(3)燃烧放热为分解提供能量；反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料

【详解】（1）①Fe的价层电子排布为3d64s2，形成Fe2+时失去4s上的2个电子，于是Fe2+的价层电子排布为3d6。
②H2O中O 和中S都是sp3杂化，H2O中O杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，2个被键合电子对占据，而中S杂化形成的4个杂化轨道均被键合电子对占据。孤电子对与键合电子对间的斥力大于键合电子对与键合电子对间的斥力，使得键角与键角相比被压缩减小。
③H2O中O有孤电子对，Fe2+有空轨道，二者可以形成配位键。中有电负性较大的O元素可以与H2O中H元素形成氢键。
答案为：3d6；孤电子对有较大斥力，使键角小于键角；配位键、氢键。
（2）①以位于面心Fe2+为例，与其距离最近的阴离子所处位置如图所示（圆中）：
。  
4个阴离子位于楞上，2个位于体心位置上，共6个。
②依据分摊法可知晶胞中Fe2+离子个数为，个数为。一个晶胞中相当于含有4个FeS2，因此一个晶胞的质量。所以晶体密度。
答案为：6；
（3）燃烧为放热反应，分解为吸热反应，燃烧放出的热量恰好为分解提供能量。另外，燃烧和分解的产物如Fe2O3、SO2、SO3可以作为制备铁精粉或硫酸的原料。
答案为：燃烧放热为分解提供能量；反应产物是制备铁精粉和硫酸的原料。


考点 结构与性质综合题
1．（2023·北京朝阳·统考二模）锂离子电池是目前广泛应用的二次电池。由于锂资源储量有限，科学家将目光转向钾离子电池。
(1)用作钾离子电池的电解液溶剂，可由与有机物X经加成反应得到。
①中碳原子杂化方式为_______。
②X的结构简式为_______。
(2)由于离子半径：_______(填“>”或“<”)，在充、放电过程中，的嵌入、脱出会破坏锂离子电池正极材料的结构，应研发新的正极材料。
(3)可用作钾离子电池的正极材料，其晶胞结构如下图所示。

①距离最近的有_______个。
②第三电离能：，结合原子结构解释原因：_______。
③放电后转化为，充电时物质的变化如下： 。充电时生成A的电极反应式：_______ (请标注A中和的化合价)。
【答案】(1) sp2、sp3
(2)＞
(3) 6 Mn2+的价电子排布式为3d5，为比较稳定的半充满结构，Fe2+的价电子排布式为3d6，更易失去一个电子变成相对稳定的半充满结构，所以Mn第三电离能大于Fe的



【详解】（1）①根据图中的结构，碳原子杂化方式为sp2、sp3；
②CO2与X加成得到图中结构， ，X为 ；
故答案为：sp2、sp3； ；
（2）K+电子层数大于Li+，故离子半径： K+大于Li+；
故答案为：>；
（3）①距离Mn3+最近的Fe3+有6个（以体心Mn3+为对象，6个面心的Fe3+距离最近）；
②Mn2+的价电子排布式为3d5，为比较稳定的半充满结构，Fe2+的价电子排布式为3d6，更易失去一个电子变成相对稳定的半充满结构，所以Mn第三电离能大于Fe的；
③Mn[Fe(CN)6] 放电后转化为K2Mn[Fe(CN)6]，Mn[Fe(CN)6] 中Mn和Fe的化合价均为+3价，则A为KMn[Fe(CN)6]，充电时生成A的电极反应式，；
故答案为：>；第三电离能I3，Mn失去的时电子半满的3d5的一个电子，而Fe失去的是3d6的一个电子，所以Mn第三电离能大于Fe；。
2．（2023·北京房山·统考二模）短周期元素B、C、N等元素可以形成多种物质，呈现出不同的性质，请回答以下问题：
(1)B、C、N三种元素中第一电离能最大的是___________。
(2)硅、金刚石和碳化硅晶体的熔点从高到低依次是___________。
(3)的结构与类似、但是性质差异较大。
①的空间结构为___________形。N原子的轨道杂化类型为___________。
②具有碱性(可与结合)而不显碱性，原因是___________。
(4)立方氮化硼晶体结构与金刚石相似，其晶胞如图所示。

①距离硼原子最近的氮原子有___________个，氮化硼晶体中含有的微粒间作用力为___________。
②已知：立方氮化硼晶体的摩尔质量为ag⋅mol，密度为ρg⋅cm，设为阿佛加德罗常数的值，则该晶体的晶胞边长为___________cm。
【答案】(1)N
(2)金刚石>碳化硅>硅
(3) 三角锥形 中F元素电负性强，使得N原子呈正电性()，难与结合
(4) 4 共价键

【详解】（1）同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势，B、C、N三种元素中第一电离能最大的是N；
（2）硅、金刚石和碳化硅都是共价晶体，原子半径越小，键能越大，原子半径C碳化硅>硅；
（3）①中N原子价电子对数为4，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形。N原子的轨道杂化类型为。
②中F元素电负性强，使得N原子呈正电性()，难与结合，所以不显碱性。
（4）①根据图示，距离硼原子最近的氮原子有4个，氮化硼为共价晶体，含有的微粒间作用力为共价键。
②根据均摊原则，晶胞中B原子数为 、N原子数为4，立方氮化硼晶体的摩尔质量为ag⋅mol，密度为ρg⋅cm，设为阿佛加德罗常数的值，边长为xcm，则；该晶体的晶胞边长x=cm。
3．（2023·北京门头沟·统考一模）铁(26Fe)、镍(28Ni)的单质及其化合物在医药、材料等领域有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态Fe原子核外电子排布式为_______，Ni位于元素周期表的_______区。
(2)乳酸亚铁口服液是缺铁人群补铁保健品，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度分析，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。
(3)FeCl3常用作净水剂、刻蚀剂等。
① FeCl3的熔点(306℃)显著低于FeF3的熔点(1000℃)的原因是_______。
② FeCl3水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子[Fe2(H2O)8(OH)2]4+，结构如下图，解释能够形成双核阳离子的原因：_______。

(4)镍白铜(铜镍合金)常用作海洋工程应用材料。某镍白铜合金的晶胞结构如图所示。

① 晶胞中铜原子与镍原子的原子个数比为_______ 。
②已知一定条件下晶胞的棱长为a cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，在该条件下该晶体的摩尔体积为_______ m3·mol-1(用含a， NA的代数式表示)。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d64S2 或 [Ar]3d64S2 d
(2)Fe3+的3d5半满状态更稳定
(3) FeCl3为分子晶体，熔点受分子间作用力影响，FeF3是离子晶体，熔点受离子键强弱的影响，离子键强度比分子间作用力大得多 H2O和OH-中的O原子提供孤电子对，Fe3+有空轨道能接受孤电子对，形成配位键
(4) 1:3 NA·a3·10-6

【详解】（1）基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64S2 或 [Ar]3d64S2；Ni是28号元素，其价电子排布式为3d84s2，其位于元素周期表的d区；
（2）从结构角度分析，Fe2+ 易被氧化成Fe3+的原因是Fe3+的3d5半满状态更稳定；
（3）①FeCl3的熔点(306℃)显著低于FeF3 的熔点(1000℃)的原因是FeCl3为分子晶体，熔点受分子间作用力影响，FeF3是离子晶体，熔点受离子键强弱的影响，离子键强度比分子间作用力大得多；
②形成双核阳离子的原因H2O和OH- 中的O原子提供孤电子对，Fe3+ 有空轨道能接受孤电子对，形成配位键；
（4）①由晶胞图可知，Cu原子位于顶点，其个数为8×=1，Ni原子位于面心，其个数为6×=3，则晶胞中铜原子与镍原子的原子个数比为1:3；
②由①可知，该晶胞中含有1个Cu原子，含有3个Ni原子，则1个晶胞含有1个CuNi3，其物质的量为mol，1个晶胞的体积为，则该晶体的摩尔体积为NA·a3·10-6 m3·mol-1。
4．（2023·北京昌平·统考二模）钙钛矿型材料具有与天然钙钛矿()相同的晶体结构，其化学通式为。通过元素的替换和掺杂，可以调控钙钛矿型材料的催化性能。
(1)基态Ti原子的核外价电子排布式为___________。
(2)的晶胞如图a所示，与每个距离最近且相等的的个数为___________。
  
(3)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为、和有机碱离子，，其晶胞如图b所示。
  
①有机碱中，N原子的杂化轨道类型是___________；
②与之间是否形成配位键，理由是___________。
(4)晶胞示意图如图c所示， 晶胞示意图如图d所示。
  
①若晶胞参数为a nm，则的晶体密度为_____，(用只含a和的代数式表示)。
②的掺杂，可以改变晶格热导率。图e显示模型计算的晶格热导率随温度变化的关系，掺杂晶格热导率比未掺杂的(填“大”、“小”或者“一样”)___________。
    
(5)石墨烯()负载并用于光催化去除氨氮的催化原理如图f所示(已知为中性基团)，用化学用语表示阳极发生的反应___________。
  
【答案】(1)3d24s2
(2)6
(3) sp3 不能，因为氮原子中无孤电子对
(4) 小
(5)

【详解】（1）钛为22号元素，基态Ti原子的核外价电子排布式为3d24s2；
（2）由图可知，以左下底角顶点的为例，在每条棱及其延长线上各有距离最近且相等的2个，故共有6个；
（3）①有机碱中，N原子形成4个共价键且无孤电子对，其杂化轨道类型是sp3杂化；
②由于氮原子中已经没有孤电子对，故与之间不能形成配位键；
（4）①根据“均摊法”，晶胞中含1个Sr，结合化学式可知， 1个晶胞中含有1分子，左下底角顶点的1个Ti被1个Nb替代，则，则化学式为，晶胞参数为a nm，则的晶体密度为；
②由图可知，相同温度下，掺杂晶格热导率更低，故掺杂晶格热导率比未掺杂的小；
（5）阳极会发生氧化反应，由图可知，阳极上氢氧根离子转化为，和氨气反应转化为氮气，故阳极总反应为。
5．（2023·北京朝阳·统考一模）是一种锂离子电池的正极材料，放电时生成。
(1)下列电子排布图表示的Li原子的状态中，能量最高的为___________(填序号)。
a．b．c．
(2)从价电子排布的角度解释Fe位于元素周期表d区的原因：___________。
(3)的制备：
的结构如图1所示。

①和之间的作用力类型为___________。
②的大于的，从结构角度解释原因：___________。
(4)锂离子电池充放电过程中，正极材料晶胞的组成变化如图2所示。

①由于的空间构型为___________，且磷氧键键能较大，锂离子嵌入和脱出时，磷酸铁锂的空间骨架不易发生形变，具有良好的循环稳定性。
②正极材料在和之间转化时，经过中间产物。转化为的过程中，每摩晶胞转移电子的物质的量为___________摩。
【答案】(1)a
(2)基态Fe原子的价电子排布为，最后填入电子的能级为3d
(3) 配位键 中的甲基为推电子基团，使羧基中的氧氢键极性减弱；中的羧基为吸电子基团，使另一羧基中的氧氢键极性增强。
(4) 正四面体 4x

【详解】（1）根据能量大小顺序：2p>2s>1s分析，b能量最低，当2p轨道有两个电子时，根据洪特规则应该分占不同的轨道，电子的能量最低，若两个自旋方向相反的电子占据一个轨道其能量要高些，故能量最高的为a。
（2）基态Fe原子的价电子排布为，最后填入电子的能级为3d，故铁属于d区。
（3）①提供空轨道，中的氧原子提供孤对电子对，二者之间形成配位键。
②的大于的，从结构角度解释原因：中的甲基为推电子基团，使羧基中的氧氢键极性减弱；中的羧基为吸电子基团，使另一羧基中的氧氢键极性增强，更容易电离，故其电离平衡常数比醋酸的电离平衡常数大。
（4）①的中心原子为磷原子，其价层电子对数为，没有孤电子对，故空间构型为正四面体结构。
②正极材料在和之间转化时，经过中间产物。转化为的过程中，电极反应为，一个晶胞中含有锂离子的个数为，故每个晶胞含有4个，每摩晶胞反应就是有4mol反应，转移电子的物质的量为4xmol。
6．（2023·北京顺义·一模）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，下列物质都是具有广阔应用前景的储氢材料。按要求回答下列问题：
(1)氢化钠(NaH)是一种常用的储氢剂，遇水后放出氢气并生成一种碱，该反应的还原剂为_______。
(2)钛系贮氢合金中的钛锰合金具成本低，吸氢量大，室温下易活化等优点，基态锰的价层电子排布式为_______。
(3)(氨硼烷)具有很高的储氢容量及相对低的放氢温度(<350℃)而成为颇具潜力的化学储氢材料之一，它可通过环硼氮烷、与进行合成。
①上述涉及的元素H、B、C、N、O电负性最大的是_______。
②键角：_______(填“>”或“<”)，原因是_______。
(4)咔唑()是一种新型新型有机液体储氢材料，它的沸点比()的高，其主要原因是_______。
(5)氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键，铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。

①距离Mg原子最近的Fe原子个数是_______。
②铁镁合金的化学式为_______。
③若该晶胞的晶胞边长为dnm，阿伏加德罗常数为，则该合金的密度为_______()。
④若该晶体储氢时，分子在晶胞的体心和棱心位置，则含Mg48g的该储氢合金可储存标准状况下的体积约为_______L。
【答案】(1)
(2)
(3) O > 分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角；
(4)分子间存在氢键
(5) 4 22.4

【详解】（1）遇水反应的方程式为：，，化合价升高，被氧化，作还原剂；
（2）锰原子序数为25，基态锰的电子排布式为，价层电子排布式为：；
（3）根据元素H、B、C、N、O在周期表中的位置，电负性最大的是O；和都有4个价层电子对，但分子中没有孤电子对，有2对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，排斥力越大，键角越小，所以小于的键角；
（4）分子中含有氢键，其沸点高于；
（5）由晶胞可知，原子在晶胞内，距离最近的为4个；在晶胞中，原子位于顶点和面心，个数为：，原子在晶胞内，个数为8，铁镁合金的化学式为；该合金的密度；晶胞中原子为8，为，48g物质的量为2mol，储存的物质的量为1mol，在标准状况下，体积为22.4L。
7．（2023·北京海淀·北京市十一学校校考三模）是一种钠离子电池正极材料，充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示，晶胞内末标出因放电产生的0价原子。

(1)写出基态的核外电子排布式：_______；与铜位于同一周期，且单电子数目与基态铜原子的相同的过渡元素为_______(填元素符号)。
(2)每个晶胞中的个数为_______。
(3)若每个晶胞完全转化为晶胞，则转移电子数为_______。
(4)配离子中，的配位数是_______；中含有键的物质的量为_______。
(5)硒酸是一种强酸，根据价层电子对互斥理论的推测，其二价阴离子的空间构型是_______。
(6)的立方晶胞结构如上图所示，其晶胞参数为，阿伏伽德罗常数的值为，则的晶胞密度为_______(列出计算式)。
【答案】(1)
(2)
(3)8
(4) 4 8
(5)正四面体
(6)

【详解】（1）Cu为29号元素，基态铜原子的核外电子排布式为，Cu原子失去的电子形成，则的核外电子排布式为；基态铜原子的单电子数为1，与铜位于同一周期且单电子数目相同的原子为Sc，Sc的核外电子排布式为；
（2）由晶胞结构可知，位于顶角和面心的的个数为，含有和的个数之和为8，设晶胞中的和个数分别为a和b，则a+b=8-4x，由化合价代数和为0可得，，则a=4x，即每个晶胞中的个数为4x；
（3）由题意可知转化为的电极反应式为，由晶胞结构可知，一个晶胞中含有个，则每个晶胞中含4个，转移电子数为8；
（4）中，与形成配位键，则的配位数是4；中，配位键为σ键，的结构式为，1个中含有1个σ键和2个��键，则1个中含有8个��键，1mol中含有8mol��键；
（5）S与Se同主族，和互为等电子体，结构相似，则中Se原子价层电子对数且不含孤电子对，所以的空间构型为正四面体形；
（6）个数，个数为8，该晶胞体积=，的晶胞密度=。
8．（2023·北京海淀·统考二模）金属钛密度小，强度高，抗腐蚀性能好。含钛的矿石主要有金红石和钛铁矿。
(1)基态原子中含有的未成对电子数是_______。
(2)金红石主要成分是钛的氧化物，该氧化物的晶胞形状为长方体，边长分别为和，结构如图所示。

①该氧化物的化学式是_______，位于距离最近的O构成的_______中心(填字母序号，下同)。
a.三角形     b.四面体     c.六面体     d.八面体
②该氧化物的晶体熔点为，其晶体类型最不可能是_______。
a.共价晶体     b.离子晶体     c.分子晶体
③若已知该氧化物晶体体积为，则阿伏加德罗常数可表示为_______。
(3)以钛铁矿()为原料，用镁还原法冶炼金属钛的生产流程图如下：

①“高温氯化”时还得到一种可燃性气体，写出反应的化学方程式：_______。
②结合流程及右表数据，“分离”时所需控制的最低温度应为_______。




熔点/
1668
651
714
沸点/
3287
1107
1412
③已知和的晶胞类型相同，和的离子半径大小相近，解释熔点高于的原因：_______。
【答案】(1)2
(2) TiO2 d c
(3) TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 1668 Mg和Ti均为金属晶体，熔化时破坏金属键，Mg2+和Ti4+的离子半径接近，但是Ti4+带四个单位正电荷，而Mg2+带两个单位正电荷，故金属钛中的金属键强于金属镁中的金属键，因此钛的熔点更高

【详解】（1）基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2，3d轨道2个电子分别单独占有一个轨道，未成对电子数为2。
（2）①根据均摊法，该晶胞中O的个数为=4，Ti的个数为=2，故该氧化物的化学式为TiO2，从图中可以看出，中间的Ti周围有6个等距离的O，Ti位于距离最近的O构成的八面体中心，答案选d。
②该氧化物晶体熔点为1850℃，分子晶体分子间通过范德华力结合，熔点通常较小，因此晶体类型最不可能是分子晶体，答案选c。
③一个晶胞中含有2个Ti原子和4个O原子，则mg该氧化物中含有该晶胞个数为，一个晶胞体积为a2bcm3，则有×a2bcm3=Vcm3，NA=。
（3）钛铁矿与焦炭熔炼提纯，生成TiO2，TiO2与焦炭、Cl2高温下反应生成TiCl4和一种可燃性气体，则该气体为CO，精制TiCl4加Mg还原，生成MgCl2和Ti，最后分离得到Ti。①高温氯化过程中，TiO2与C、Cl2反应生成TiCl4和CO，化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
②从表中可知，Ti的熔点为1668℃，而Mg、MgCl2的沸点分别为1107℃和1412℃，分离过程最后生成的Ti为液态，Mg和MgCl2为气态，则最低温度应为1668℃。
③Mg和Ti均为金属晶体，熔化时破坏金属键，Mg2+和Ti4+的离子半径接近，但是Ti4+带四个单位正电荷，而Mg2+带两个单位正电荷，故金属钛中的金属键强于金属镁中的金属键，因此钛的熔点更高。
9．（2023·北京丰台·统考二模）随着科学的发展，氟及其化合物的用途日益广泛。
Ⅰ、离子液体具有电导率高、化学稳定性高等优点，在电化学领域用途广泛。某离子液体的结构简式如下图。
  
1−乙基−3−甲基咪唑四氟硼酸盐()
(1)写出基态铜原子的价电子排布式___________。
(2)是制备此离子液体的原料。
①微粒中键角：___________(填“>”、“<”或“=”)。
②可以与反应生成的原因是___________。
(3)以和的混合体系做电解质溶液，可以实现在不锈钢上镀铜。镀铜时，阳极材料为___________，电解质溶液中向___________极移动(填“阴”或“阳”)。
Ⅱ、等氟化物可以做光导纤维材料，一定条件下，某的晶体结构如下图。
  
(4)与距离最近且相等的有___________个。
(5)表示阿伏伽德罗常数的值。晶胞为正方体，边长为，则晶体的摩尔体积___________。()
【答案】(1)3d104s1
(2) > 可与F-结合形成配位键
(3) Cu 阴
(4)6
(5)

【详解】（1）铜是29号元素，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）①BF3中价层电子对数=键数+孤电子对数=3+=3，杂化轨道数=价层电子对数=3，B采取sp2杂化，而价层电子对数=4+=4，杂化轨道数=4，B采取sp3杂化，所以键角：>；
②可与F-结合形成配位键，故可以与反应生成；
（3）镀铜时，阳极材料为Cu，电解质溶液中阳离子向阴极移动；
（4）白球，黑球，与等距且最近的有6个，以体心处白球为研究对象，与等距且最近的位于6个面心处；
（5）1个晶胞中有8+6=4个，12+1=4个F-，晶胞物质的量=mol，晶胞体积=(a)3m3，Vm==m3/mol。
10．（2023·北京东城·统考一模）LiFePO4常用作车载动力电池的正极材料。以碳酸锂、草酸亚铁，磷酸二氢铵为主要原料经高温锻烧可制备LiFePO4。
(1)草酸亚铁晶体由C、H、O、Fe4种元素组成，其结构片段如图所示。

①基态26Fe2+的价层电子排布式为_____。
②草酸亚铁晶体中Fe2+的配位数为_____。
③草酸亚铁晶体的化学式为_____。
(2)将原料与适量乙醇充分混合后，在氮气保护气氛中高温煅烧，得到LiFePO4。
①从结构的角度分析，氮气能用作保护气的原因是____。
②反应体系在100～400℃之间具有较大的失重，导致失重的原因之一是NH4H2PO4分解，补全方程式。____。
NH4H2PO4_____+_____+P2O5
(3)晶体中，FeO6八面体和PO4四面体组成空间链状结构，Li+会填充在链之间的孔道内，晶胞如图a所示，充放电时，LiFePO4中的Li+会不断脱嵌或嵌入，晶体结构变化示意图如图：

①i表示_____(填“充电”或“放电”)过程。
②已知：Li+的脱嵌率=×100%。某时刻，若正极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=3：1，则Li+的脱嵌率为_____，平均每个晶胞脱嵌____个Li+。
【答案】(1) 3d6 6 FeC2O4•2H2O
(2) N2中存在共价三键(N≡N)，键能大，N2化学性质稳定 2NH4H2PO42NH3+P2O5+3H2O
(3) 充电 25% 1

【详解】（1）①基态26Fe的质子数为26，26Fe2+的价层电子排布式为3d6，故答案为：3d6；
②由图可知，草酸亚铁晶体中亚铁离子与草酸根离子中的4个氧原子和水分子中的2个氧原子相连，则亚铁离子的配位数为6，故答案为：6；
③由图可知，亚铁离子与2个草酸根离子和2个水分子相连，其中草酸根离子为两个亚铁离子所共有，则每个亚铁离子结合的草酸根离子为2×=1，则草酸亚铁晶体中亚铁离子、草酸根离子和水分子的个数比为1：1：2，化学式为FeC2O4•2H2O，故答案为：FeC2O4•2H2O；
（2）①氮气分子中含有氮氮三键，氮氮三键的键能大，破坏化学键消耗的能量大，所以氮气的化学性质稳定，能用作保护气，故答案为：N2中存在共价三键(N≡N)，键能大，N2化学性质稳定；
②由未配平的化学方程式可知，磷酸二氢铵在100～400℃受热分解生成五氧化二磷、氨气和水，反应的化学方程式为2NH4H2PO42NH3+P2O5+3H2O，故答案为：2NH4H2PO42NH3+P2O5+3H2O；
（3）①由晶胞结构可知，LiFePO4在阳极失去电子发生氧化反应生成FePO4，则i表示充电过程，故答案为：充电；
②由晶胞结构可知，LiFePO4晶胞中位于顶点和面心的锂离子个数为8×+6×=4，位于体内的FeO6八面体和PO4四面体形成的磷酸根离子的个数为4，若某时刻，若正极材料中n(Fe2+)：n(Fe3+)=3：1，由化合价代数和为0可知，晶胞中锂离子的个数为3，则平均每个晶胞脱嵌锂离子个数为1，脱嵌率为×100%=25%，故答案为：25%；1。