第24届冬奥会于2022年2月4日在北京隆重开幕，“科技冬奥”理念，体现在方方面面。回答下列有关问题：
Ⅰ.（1）冬奥会采用的石墨烯（即单层石墨）材料制造户外保暖穿戴设备，该材料中的碳原子采取

sp²

sp²

杂化，属于元素周期表中

P

P

区，同主族的元素基态Ge原子核外电子的空间运动状态有

17

17

种。
Ⅱ.奥运会场馆使用了大量的合金。第Ⅷ族元素Fe、Co、Ni 性质相似，称为铁系元素，主要用于制造合金。
（2）基态Fe²⁺与Fe³⁺离子的最外层电子数之比为

14：13

14：13

，实验室常用A离子来检验Fe³⁺离子，且又是CO₂的某一种等电子体，写出A离子的结构式

[S=C=N]^-

[S=C=N]^-

。
（3）Fe（CO）₅是一种黄色粘稠状液体化合物，则CO作配体时，配位原子是

C

C

，其原因是

C原子的电负性比O的小，对孤电子对的吸引力更小，更容易给出孤电子对

C原子的电负性比O的小，对孤电子对的吸引力更小，更容易给出孤电子对

。
（4）写出与Ni同周期元素中，基态原子未成对电子数与Ni相同的元素名称

钛、锗、硒

钛、锗、硒

。
（5）如表为Co²⁺、Ni²⁺不同配位数时对应的晶体场稳定化能（可衡量形成配合物时，总能量的降低）。由表可知，Ni²⁺比较稳定的配离子配位数是

6

6

（填“4”或“6”）

离子	配位数	晶体场稳定化能（Dq）	离子	配位数	晶体场稳定化能（Dq）
Co2+	6	-8Dq+2p	Ni2+	6	-12Dq+3p
	4	-5.34Dq+2p		4	-3.56Dq+3p

（6）目前新能源汽车电池主要是磷酸铁锂（LiFePO₄）和三 元锂电池（正极含有Ni、Co、Mn三种元素）。LiFePO₄ 中阴离子的立体构型名称是

正四面体

正四面体

。三元锂电池的负极材料是石墨，石墨晶体的二维平面结构如图1所示，晶胞结构如图2所示。根据图2计算石墨晶体的密度是

48

×

1

0

21

3

3

a

2

b

48

×

1

0

21

3

3

a

2

b

 g/cm³（写 出表达式即可）。