【題目】鈦被稱(chēng)為繼鐵、鋁之后的第三金屬其單質(zhì)及化合物在航天、軍事、航海、醫(yī)療等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題

(1)基態(tài)Ti 原子的價(jià)層電子排布圖為________________________

(2)TiO、TiN、TiS2、TiCl4等化合物中,S、Cl的電負(fù)性大小:S________Cl (填“>”、“<”或“=”)。O、N 的第一電離能大小為O < N,原因是___________________________。

(3)TiCl4的熔點(diǎn)是-23℃,沸點(diǎn)是136℃,可溶于CCl4,該晶體是_______ 晶體。TiCl4中加入大量水,同時(shí)加熱,可制得二氧化鈦的水合物(TiO2·xH2O),再經(jīng)焙燒可得TiO2,寫(xiě)出生

成二氧化鈦水合物(TiO2·xH2O)的化學(xué)方程式_________________________________。

(4)TiO2能溶于濃硫酸并析出一種離子晶體,已知其中陽(yáng)離子是以鏈狀聚合物形式存在的鈦酰陽(yáng)離子,其結(jié)構(gòu)如下圖1所示,其化學(xué)式為_____________。陰離子SO42-中硫原子的雜化方式為______________,寫(xiě)出一種與SO42-互為等電子體的分子_____________。

(5)下圖2是鈦晶體在空間的一種堆積方式,此堆積方式叫______________,鈦原子的配位數(shù)為____________。已知:a=0.295 nm,c=0.469nm,則該鈦晶體的密度為_________g·cm-3(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計(jì)算式即可)。

【答案】 < N原子的2P軌道為半充滿狀態(tài),具有較高的穩(wěn)定性,故不易失去一個(gè)電子 分子 TiCl4+ (x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl (TiO)n2n+(TiO2+) sp3 CCl4(SiCl4) 六方最密堆積 12

【解析】(1). Ti22號(hào)元素,價(jià)層電子排布式為3d24s2,所以?xún)r(jià)層電子排布圖為:,故答案為:;

(2). Cl元素的非金屬性比S強(qiáng),所以Cl的電負(fù)性大于S,N元素的價(jià)層電子排布式為2s22p3,是一種半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),具有較高的穩(wěn)定性,不易失去一個(gè)電子,所以第一電離能O < N,故答案為:<;N原子的2P軌道為半充滿狀態(tài),具有較高的穩(wěn)定性,故不易失去一個(gè)電子

(3). 由題中信息可知,TiCl4的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較低,可溶于有機(jī)溶劑,說(shuō)明TiCl4是分子晶體,TiCl4中加入大量水的同時(shí)加熱發(fā)生水解反應(yīng)生成TiO2·xH2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:TiCl4+ (x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl,故答案為:分子;TiCl4+ (x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl;

(4). 由圖1可知,每個(gè)Ti原子連接2個(gè)O原子,每個(gè)O原子連接2個(gè)Ti原子,說(shuō)明TiO原子的個(gè)數(shù)比為1:1,則該陽(yáng)離子的化學(xué)式為(TiO)n2n+(TiO2+),SO42-中硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:4+=4+0=4,所以硫原子的雜化方式為sp3,SO42-的原子數(shù)為5、價(jià)層電子數(shù)為32,根據(jù)等電子體原理,與SO42-互為等電子體的分子有:CCl4、SiCl4等,故答案為:(TiO)n2n+(TiO2+);sp3CCl4(SiCl4);

(5). 由圖2可知,此堆積方式為六方最密堆積,與Ti原子最近且等距離的Ti原子有12個(gè),所以鈦原子的配位數(shù)為12,該六棱柱含有的鈦原子數(shù)為6個(gè),質(zhì)量為g,六棱柱的體積為cm3則該鈦晶體的密度為 g·cm-3,故答案為:六方最密堆積12;。

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BO2是還原產(chǎn)物

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試管

A

B

C

現(xiàn)象

產(chǎn)生白色沉淀,

溶液仍為藍(lán)色

產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,

溶液變?yōu)闊o(wú)色

產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,

溶液變?yōu)闊o(wú)色

寫(xiě)出A、B、C試管中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。

(1)A:______________________________________________。

(2)B:______________________________________________。

(3)C:______________________________________________。

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