【2021-2022学年】高中化学选修3 新人教版 3.1晶体的常识 课后培优练（含解析）

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选修3第三章第一节晶体的常识
第I卷（选择题）
一、单选题
1．纳米材料的表面微粒数占微粒总数的比例极大，这是它有许多特殊性质的原因， 假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好与氯化钠晶胞的大小和形状相同(如图所示)，则这种纳米颗粒的表面微粒数占总微粒数的百分数为（ ）
A．33.3% B．50% C．87.5% D．96.3%
2．某晶体晶胞中A、B、C三种元素原子的排列如图所示，C( )在晶胞的中心，则晶体中A、B、C的原子个数之比（ ）
A．1∶3∶1 B．2∶3∶1 C．8∶6∶1 D．4∶3∶1
3．如图所示是晶体结构中具有代表性的最小重复单元(晶胞)的排列方式，图中○—X、●—Y、 —Z。其对应的化学式不正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．下列说法正确的是（ ）
A．英国科学家道尔顿首先发现了电子
B．焰色反应与电子跃迁有关，属于化学变化
C．可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
5．最近发现一种由R、Q、T三种原子构成的气态团簇分子，其分子模型如图所示，则该分子的化学式为（ ）
A．RQT B． C． D．
6．下列关于晶体的说法正确的是（ ）
A．凡有规则几何外形的固体均为晶体
B．晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性均相同
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体不是晶体
7．我国科学家利用催化直接加氢得到二甲醚，助力碳中和催化剂的晶体结构如图。下列说法不正确的是（ ）
A．每个N周围距离最近的N数目为8
B．N原子位于原子构成的四面体空隙
C．晶胞的俯视图为
D．晶体密度为
8．已知NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1，其晶体密度为dg·cm-3，若图中钠离子与最近的氯离子的核间距为acm，那么阿伏加德罗常数的值可表示为（ ）
A．117a3d B． C． D．
9．硫化桂(部分结构如图)是制备高纯硅的一种材料，下列叙述正确的是（ ）
A．硫化硅为分子晶体 B．硫化硅的化学式为SiS
C．1mol硫化桂中含有2molSi—S键 D．硅、硫原子的杂化方式相同
10．检验淀粉水解程度的实验如下：
步骤1：向淀粉溶液中加入稀，加热几分钟，冷却后取少量水解液于一支试管中，向试管加入碘水，溶液显蓝色。
步骤2：向剩余水解液中加入溶液至碱性，再加入新制悬浊液加热至沸腾，有砖红色沉淀生成，下列说法不正确的是（ ）
A．步骤1说明有淀粉剩余
B．步骤2中的现象说明水解产物有氧化性
C．由步骤1和步骤2可说明淀粉部分发生水解
D．如图所示的晶胞中含有4个铜原子
11．已知某ABC3晶体的晶胞如图所示，晶胞参数为a nm，摩尔质量为Mg/mol。下列说法正确的是（ ）
A．离A微粒距离最近且相等的B微粒的个数为12个
B．若m的坐标为(0，0，0)，则p的坐标为(，，1)
C．相邻两微粒最近距离为a nm
D．该晶胞的密度为
12．有一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为（ ）
A．Ti14C13 B．TiC C．Ti14C4 D．Ti4C3
13．下面二维平面晶体所表示的化学式为AX3是
A．只有② B．只有④ C．②和③ D．①和④
14．下列说法错误的是（ ）
A．干冰晶体中，含有晶胞结构单元
B．硅晶体中，最小的环上有6个原子
C．氯化钠晶体中，距最近的有6个
D．石墨晶体中，每个六元环占有2个原子
15．下列说法正确的是（ ）
A．水晶和玛瑙都是晶体，都有固定的熔点
B．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
C．区分晶体和非晶体的方法是看是否有规则的几何外形
D．晶胞是晶体结构的基本单元
16．钛酸钡是一种典型钙钛矿型结构晶体，广泛应用于多层陶瓷电容器、热敏电阻器等方面，其立方晶胞结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．钛酸钡的化学式为
B．晶体中与每个紧邻且等距离的有6个
C．的配位数是4
D．若将置于晶胞体心，置于晶胞顶点，则位于立方体的面心
17．晶体硼的结构单元如图所示，每个面均是等边三角形。下列说法错误的是（ ）
A．每个结构单元含有25个B-B键
B．每个结构单元含有12个B原子
C．每个结构单元含有20个等边三角形
D．若有10个原子为10B(其余为11B)，则该结构单元有3种结构类型
18．某新型超导材料(只含镁、镍和碳三种元素)的一个晶胞(碳原子用小球表示，镍原子用○球表示，镁原子用大球表示，小球大小不代表原子实际大小)如图所示。该晶体的化学式是（ ）
A． B． C． D．
19．铌()和镍合金的用途非常广泛，，互化物的晶胞结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．位于元素周期表第四周期Ⅴ族
B．、互化物的化学式为
C．、互化物晶体的密度为
D．图中原子与原子的距离d为
20．磷酸亚铁锂()电池是目前主流的动力电池之一，安全性较好，其工作原理可表示为(表示健原子嵌入石墨形成的复合材料)。的晶胞结构示意图如图所示，其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。一种制备的反应为。下列说法不正确的是（ ）
A．基态的电子排布式为
B．每个晶胞中含有的单元数有4个
C．制备时应当在还原性或惰性氛围中进行
D．制备时每转移生成标准状况下的
第II卷（非选择题）
二、填空题
21．Mn、Fe均为第四周期过渡元素，两元素的部分电离能(I)数据如表所示：
元素 Mn Fe
电离能(kJ/mo1) I1 717 759
I2 1509 1561
I3 3248 2957
(1)Mn元素原子的电子排布式为___________。比较两元素的I2、I3可知：气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此，你的解释是_________________。
(2)Fe原子或离子外围有较多能量相近的空轨道而能与一些分子或离子形成配合物，则与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是_________________。
(3)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式，晶胞分别如图所示。面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为___________。
22．B、N、O、Na、Mg、Cu六种元素及其化合物是生活和工业、国防中的重要材料。
(1)上述6种元素在元素周期表中位于ds区的元素有_______。(填元素符号)
(2)下表列出的是某元素的第一至第四电离能(单位：)的数据。
420 3100 4400 5900
上述6种元素中元素的电离能有类似变化的是_______(填元素符号)。
(3)自然界中不存在单质硼，主要存在的是硼的含氧化合物，从键能角度分析其原因是_______________________________。
(4)肼()可视为分子中的一个氢原子被取代所形成的一种物质。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：，若该反应中有2molN—H键断裂，则形成的π键有_______mol。
(5)氮和磷相结合能形成一类偶磷氮烯的化合物，其链状高聚物的结构为，则N、P的杂化方式分别为_____________。
(6)铜硒化合物是一种优异的电化学性能材料，某铜硒形成化合物的晶胞结构如图所示。其中有4个铜离子和4个硒离子位于体内，Cu元素以和存在，晶胞中和的个数比为：_______。
23．我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为_________。SiCl4可发生水解反应，机理如图：
含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为_________(填标号)。
(2)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6℃)之间，其原因是_____________________。
(3)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrO2固溶体。四方ZrO2晶胞如图所示。Zr4+离子在晶胞中的配位数是________，晶胞参数为apm、apm、cpm，该晶体密度为________g·cm-3(写出表达式)。在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，则y=_________(用x表达)。
24．(1)一种Pt、Co金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图1所示，该金属间化合物的中Pt与Co的个数比为________________。
(2)室温下，[Cu(NH3)4](NO3)2，与液氨混合并加入Cu可制得一种黑绿色晶体。黑绿色晶体的晶胞如图2所示，写出该晶体的化学式___________。
(3)如图3所示的是金红石的晶胞，则每个晶胞拥有___________个Ti4+、___________个O2-。
25．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)根据对角线规则，Li的化学性质最相似的邻族元素是_________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________(填“相同”或“相反”)。
(2)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__________
(3)Co基态原子核外电子排布式为_______________
(4)磷酸根离子的空间构型为________，其中P的价层电子对数为_________、杂化轨道类型为_________。
(5)以下晶体，存在分子间作用力的共价化合物是________(填序号)。
①Ne晶体 ②NH4Cl晶体 ③CaCl2晶体 ④干冰 ⑤水晶
参考答案
1．D
解析：
该纳米颗粒的结构与氯化钠晶胞的结构不同，它是一个完整的颗粒结构，不为其他结构共用。8个顶点、12条棱的中点、6个面的中心共26个粒子，立方体的中心有1个粒子，所以表面微粒数占总微粒数×100%=96.3%；
故答案为D。
2．A
解析：
根据题给晶胞图可知，A、B、C分别位于顶点、面心和体心，顶点上的原子被8个晶胞共用，面心上的原子被2个晶胞共用，体心上的原子被1个晶胞占有。利用均摊法计算该晶胞中A、B、C三种原子个数。所以，该晶胞中A原子个数，B原子个数，C原子个数=1，所以晶体中A、B、C的原子个数比为1∶3∶1。A项正确；
答案选A。
3．B
解析：
A．图中X、Y均处于顶点，且个数均为4，个数比为1：1，化学式为XY，故A正确；
B．Y有8个位于顶点，个数为8×=1，X位于体心，个数为1，个数比为1:1，化学式为X2Y，故B错误；
C．图中X的数目：4×＋1＝，Y的数目：4×＝，化学式X3Y正确，故C正确；
D．图中，X的数目：8×＝1，Y的数目：6×＝3，Z位于体心，数目为1，化学式XY3Z，故D正确；
故选：B。
4．C
解析：
A．1897年，英国科学家约瑟夫 约翰 汤姆生发现电子，故A错误；
B．焰色反应没有新物质生成，属于物理变化，故B错误；
C．根据X射线衍射图显示的信息，科学家能推知晶体内部的微观结构，故可以用X射线衍射实验区分晶体与非晶体，故C正确；
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素，即有金属性又有非金属性，常做半导体材料，不属于过渡元素，故D错误；
故选C。
5．D
解析：
气态团簇分子与晶胞不同，改气态团簇分子中有多少原子，就是其分子式中原子的个数，观察气态团簇分子可知，分子中有8个R原子、6个Q原子和1个T原子，故该分子的化学式为R8Q6T，答案选D。
6．C
解析：
A．具有规则几何外形的固体不一定是晶体，故A错误；
B．由于晶体内部质点排列的高度有序性，使得晶体在强度、导热性、光学性质等物理性质上常常表现为各向异性，故B错误；
C．水晶是晶体，有固定的熔点，普通玻璃是混合物无固定的熔点，故C正确；
D．得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出，所以将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体是晶体，故D错误；
故选C。
7．A
解析：
A． 如图：以六边形中间的N为中心，六边形的6个顶点，六边形上下各有3个，每个N周围距离最近的N数目为12，故A错误；
B． N原子位于原子构成的四面体空隙，故B正确；
C． 晶胞为四棱柱，晶胞的俯视图为，故C正确；
D． 晶胞中N为：8× +1=2，Ga为：4× +1=2，晶体密度为 =，故D正确；
故选A。
8．B
解析：
NaCl的摩尔质量为58.5g·mol-1，其晶体密度为dg·cm-3，则1mol氯化钠的体积=＝cm3，根据图片知，每个小正方体中含有个NaCl，所以一个NaCl的体积是2a3cm3，1mol物质含有的微粒是阿伏加德罗常数个，所以阿伏加德罗常数的值==，故选B。
9．D
解析：
A．由硫化硅的结构可知，其结构与二氧化硅相似，故为原子晶体，A错误；
B．由硫化硅的结构可知，硫化硅的化学式为SiS2，B错误；
C．1mol硫化桂中含有4molSi—S键，C错误；
D．硅、硫原子的杂化方式相同，均为sp3杂化，D正确；
答案选D。
10．B
解析：
A．步骤1向水解液中加入碘水，淀粉遇I2使溶液呈蓝色，而水解后溶液显蓝色，说明溶液中含有淀粉，故A正确；
B．加入新制Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾，有砖红色沉淀(Cu2O)生成，反应过程中Cu元素被还原，因此说明水解产物具有还原性，故B错误；
C．步骤1说明水解溶液中含有淀粉，步骤2说明水解溶液中含有具有还原性的葡萄糖，由此可证明淀粉部分发生水解，故C正确；
D．该晶胞中黑色小球位于体心和顶点，1个晶胞中所含黑色小球数为1+8×=2，白色小球全部位于晶胞内部，1个晶胞中所含白色小球数为4，根据Cu2O的化学式可知白色小球为Cu原子，即1个晶胞中含有4个Cu原子，故D正确；
综上所述，不正确的是B项，故答案为B。
11．D
解析：
A． 离A微粒距离最近且相等的B都在体心处，个数为8个，A错误；
B． p点的坐标应为，B错误；
C． 相邻两个C微粒的最近距离为面心对角线的一半，即，C错误；
D． 根据均摊法，1个晶胞中有1个A微粒、1个B微粒、3个C微粒，根据公式知，该晶胞的密度为，D正确；
故答案选D。
12．A
解析：
根据题意知，该结构就是其分子结构，分子中含有的原子就是其化学式中含有的原子，直接数出其中的Ti原子和C原子个数即可，其分子式为Ti14C13，故选A。
13．C
解析：
①.图中每个黑球周围有6个白色球，而每个白色球为3个黑球共有，故黑球与白色球数目之比=1：6×=1：2，化学式为AX2；
②.图中每个黑球周围有6个白色球，而每个白色球为2个黑球共有，故黑球与白色球数目之比=1：6×=1：3，化学式为AX3；
③.图中每个黑球周围有6个白色球，而每个白色球为2个黑球共有，故黑球与白色球数目之比=1：6×=1：3，化学式为AX3；
④.图中每个黑球周围有6个白色球，但每个白色球并不是为2个黑球共有，其化学式不是AX3；
故选C。
14．A
解析：
A．1个干冰晶胞结构单元含有8×+6×=4个二氧化碳分子，88g干冰中含有0.5mol晶胞结构单元，故A错误；
B．晶体硅的结构与金刚石的结构相似，每个硅原子能形成4个共价键，由共价键形成的最小环上有6个硅原子，故B正确；
C．根据氯化钠的晶胞图，以体心的为例，距最近的有6个，距最近的也是6个，故C正确；
D．石墨晶体中最小的环为六元环，每个碳原子被3个碳环共有，则每个六元环占有6×=2个原子，故D正确；
故选A。
15．D
解析：
A．玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是缓慢冷却形成的，玛瑙是非晶体，水晶是晶体，玛瑙没有固定的熔点，A错误；
B．由于质点的有序排列，故晶体具有各向异性的性质，蓝宝石属于晶体，在不同方向上硬度有一些差异，B错误；
C．具有规则几何外形的固体不一定是晶体，区别晶体和非晶体最好的方法是对固体进行X射线衍射实验，C错误；
D．晶体由晶胞构成，晶胞是晶体结构的基本单元，是晶体结构中最小的重复单元，D正确；
故选D。
16．C
解析：
A．由结构可知，Ba2+位于体心，个数为1；O2-位于棱心，个数为12=3；Ti4+位于顶点，个数为8=1；则钛酸钡的化学式为，故A正确；
B．根据晶胞结构可知，晶体中与每个紧邻且等距离的有6个，故B正确；
C．位于体心，周围有12个O2-，8个Ti4+，配位数是20，故C错误；
D．由晶胞结构可知，每个周围有6个O2-，若将置于晶胞体心，置于晶胞顶点，则位于立方体的面心，故D正确；
故选C。
17．A
解析：
A．由图可知每个结构单元含有30个B-B键，A错误；
B．由图可知每个结构单元含有12个B原子，B正确；
C．由图可知每个结构单元含有20个等边三角形(上下各5个，中间10个)，C正确；
D．每个结构单元共有12个B原子，若有10个原子为10B，则2个为11B，相当于全部是10B的基础上有2个被11B取代，由题意可知每个结构单元为1个正20面体，符合条件的结构有三种，如图，分别为2个11B处于(1,2)，(1,3)，(1,4)处，D正确；
选A。
18．D
解析：
本题要求确定晶体的化学式，可利用均摊法进行计算。在计算晶胞中的微粒时应分析一个微粒被多少个晶胞共享，如果一个微粒被n个晶胞共享，那么它属于每一个晶胞的只有，这种方法称为均摊法。位于顶点上的一个原子被8个晶胞占有，位于面心上的原子被2个晶胞占有，位于体心上的一个原子被1个晶胞占有，据此计算即可。
碳原子位于该晶胞的体心上，所以该晶胞中含有一个碳原子，镁原子位于顶点，所以镁原子个数=8× =1，所以该晶胞含有1个镁原子；镍原子位于面心，所以镍原子个数=6× =3，该晶胞中含有3个镍原子，所以该晶胞的化学式为，故选D。
19．D
解析：
A．铌的原子序数为41，位于元素周期表第五周期ⅤB族，故A错误；
B．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和体心的铌的原子个数为8×+1=2，位于棱上和面心的镍原子个数为4×+10×=6，则互化物的化学式为NbNi3，故B错误；
C．由晶胞的质量公式可得：=0.3623×0.741×10—21×ρ，解得密度ρ=，故C错误；
D．由晶胞结构可知，原子与原子的距离d为面对角线的一半，则d==，故D正确；
故选D。
20．C
解析：
根据晶胞的结构可求出每个晶胞锂离子的数目为。
A. 基态Fe原子的电子排布式为[Ar]，其d轨道和s轨道各失去一个电子后，为半充满状态，此时能量最低，所以亚铁离子的电子排布式为，钴A正确；
B. 每个晶胞中含有4个锂离子，根据题意，所以每个晶胞中含有4个单元，钴B正确；
C. 亚铁离子具有还原性和氧化性，制备时，应在惰性氛围中避免被氧化和被还原，故C正确；
D. 根据反应，，制备时，每转移1mol电子，生成1.5mol，标况下的体积为33.6L，故D正确；
故选C。
21． 的电子排布式为：，能级为半充满的稳定结构，再失去一个电子困难，的电子排布式为：，能级失去一个电子之后变为半充满稳定结构，所以容易失去一个电子 分子或离子应提供孤电子对 2：1
解析：
（1）Mn的原子序数为25，核外电子排布式为；的电子排布式为：，能级为半充满的稳定结构，再失去一个电子困难，的电子排布式为：，能级失去一个电子之后变为半充满稳定结构，所以容易失去一个电子，故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难，故答案为：；的电子排布式为：，能级为半充满的稳定结构，的电子排布式为：，能级失去一个电子之后变为半充满稳定结构，所以容易失去一个电子；
（2）形成配合物的条件为：中心原子或离子提供空轨道，配体提供孤电子对，形成配位键，所以与Fe原子或离子形成配合物的分子或离子应具备的条件是分子或离子应提供有电子对，故答案为：分子或离子应提供孤电子对；
（3）利用均摊法计算一个面心立方晶胞里面铁原子个数为个，一个体心立方晶胞里面含有铁原子个数为个，所以面心立方晶胞和体心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为2：1，故答案为2：1。
22．Cu Na、Cu B—O键键能大于B—B键，更易形成稳定性更强的B—O键 1.5 、 2∶1
解析：
(1)因为ds区包括IB、IIB副族的元素，而B、N、O、Na、Mg、Cu六种元素中，只有Cu是IB族的元素，故答案：Cu。
(2)根据表中数据可知第二电离能远大于第一电离能，属于第1A族或第I B族，由于氢原子只有1个电子，因此满足条件的是Na 、Cu，故答案：Na 、Cu。
(3) 因为B—O键键能大于B—B键，所以硼更易形成稳定性更强的B—O键即硼的含氧化合物，故答案：B—O键键能大于B—B键，更易形成稳定性更强的B—O键。
(4) 由反应可知，有2molN - H键断裂，即有0.5molN2 H4参加反应，根据化学方程式可知产生的氮气的物质的量为0.75mol，而每个氮分子中含有2个π键，所以形成1.5molπ键，故答案为： 1.5。
(5)由氮和磷相结合能形成一类偶磷氮烯的化合物的链状高聚物的结构为，分子中P原子形成4个o键、没有孤电子对，杂化轨道数目为4, 则N采用的杂化方式为sp2， P原子采用的杂化方式为sp3。故答案：、。
(6)由晶胞结构图可知：4个铜离子位于体内，含有铜原子数=8+2+4=6，4个硒离子位于体内，含有硒原子数为4，根据化合物中正负化合价代数和为0。设含原子数为x，含原子数为y，则x+y=6，x+2y=8，解得x=4，y=2，所以晶胞中和的个数比为：2：1，故答案：2：1。
23．3s23p2 ② 甲硫醇不能形成分子间氢键，而水和甲醇均能，且水比甲醇的氢键多 8 2-x
解析：
(1) Si是14号元素，价电子层的电子排式为3s23p2，中间体SiCl4(H2O)中Si分别和氯、氧形成5个共价键，采取的杂化类型为②sp3d。
(2)氧的非金属性强于硫，甲醇含有氧氢键，可形成分子间氢键，水分子间氢键数目较多，甲硫醇分子间不存在氢键，则水的沸点最高，甲硫醇的沸点最低。
(3) Zr4+位于晶胞顶点，每个晶胞中有一个O2-与Zr4+距离最近，且面心的Zr4+与4个O2-相邻，则配位数为8，晶胞中Zr4+位于顶点和面心，个数为，O2-位于晶胞体心，个数为8，则一个晶胞含有4个ZrO2，质量为，晶胞体积为a2c×10-30cm3，可知 ，在ZrO2中掺杂少量ZnO后形成的催化剂，化学式可表示为ZnxZr1-xOy，Zn化合物中为+2价，Zr为+4价，氧为-2价，则有2x+4(1-x)=2y，则y=2-x。
24．3：1 Cu3N 2 4
解析：
(1)根据均摊原则，1个晶胞中Pt原子数是、Co原子数是，Pt与Co的个数比为3:1；
(2) 根据均摊原则，1个晶胞中Cu原子数是、N原子数是，该晶体的化学式Cu3N；
(3)根据均摊原则，则每个晶胞拥有个Ti4+、个O2-。
25．Mg(镁) 相反 4：5 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 (正)四面体形 4 sp3 ④
解析：
(1)根据对角线规则，Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg，镁的价电子排布式为3s2，根据泡利原理，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态相反；
(2)基态Fe2+的价电子排布图是，Fe3+的价电子排布图是，未成对的电子数之比为4:5；
(3)Co是27号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2；
(4)磷酸根离子中P原子价电子对数是，无孤电子对，空间构型为四面体形，P原子杂化轨道类型为sp3；
(5)①Ne是单质，故不选①；
②NH4Cl是离子化合物，故不选②；
③CaCl2是离子晶体，故不选③；
④干冰是固态二氧化碳，属于分子晶体，存在分子间作用力，只含共价键为共价键化合物，故选④；
⑤水晶是共价晶体，不存在分子间作用力，故不选⑤；
选④。
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