第24屆冬奧會于2022年2月4日在北京隆重開幕，“科技冬奧”理念體現在方方面面。
Ⅰ.完成下列問題
（1）冬奧會采用的石墨烯（即單層石墨）材料制造戶外保暖穿戴設備，該材料中的碳原子采取

sp²

sp²

雜化。
Ⅱ.奧運會場館使用了大量的合金。第Ⅷ族元素Fe、Co、Ni性質相似，稱為鐵系元素，主要用于制造合金。
（2）基態Fe²⁺與Fe³⁺的最外層電子數之比為

14：13

14：13

，實驗室常用A離子來檢驗Fe³⁺，且又是CO₂的某一種等電子體寫出A離子的結構式

[S=C=N]^-

[S=C=N]^-

。
（3）Fe（CO）₅是一種黃色粘稠狀液體化合物，則CO作配體時，配位原子是

C

C

，其原因是

C原子的電負性比O原子的小，對孤電子對的吸引力更小，更容易給出孤電子對

C原子的電負性比O原子的小，對孤電子對的吸引力更小，更容易給出孤電子對

。
（4）寫出與Ni同周期元素中，基態原子未成對電子數與Ni相同的元名素稱

鈦、鍺、硒

鈦、鍺、硒

。
（5）如表為Ni²⁺不同配位數時對應的晶體場穩定化能（可衡量形成配合物時，總能量的降低）。由表可知，
Ni²⁺比較穩定的配離子配位數是

6

6

（填“4”或“6”）。

離子	配位數	晶體場穩定化能（Dq）
Ni2+	6	-12Dq+3p
Ni2+	4	-3.56Dq+3p

（6）目前新能源汽車電池主要是磷酸鐵鋰（LiFePO₄）和三元鋰電池（正極含有Ni、Co、Mn三種元素）。三元鋰電池的負極材料是石墨。石墨晶體的二維平面結構如圖1所示，晶胞結構如圖2所示。

①LiFePO₄中陰離子的立體構型是

正四面體

正四面體

。
②石墨晶體中C原子數與C-C鍵數目之比是

2：3

2：3

。
③根據圖2計算石墨晶體的密度是

48

×

1

0

21

3

3

a

2

b

N

A

或

16

×

1

0

21

3

a

2

b

N

A

或

16

3

×

1

0

21

3

a

2

b

N

A

48

×

1

0

21

3

3

a

2

b

N

A

或

16

×

1

0

21

3

a

2

b

N

A

或

16

3

×

1

0

21

3

a

2

b

N

A

g/cm³（寫出表達式即可）。