Question

【題目】鈦(Ti)被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，工業(yè)上將TiO2與焦炭混合，通入Cl2高溫下制得TiCl4；再將TiCl4提純后，在氬氣保護(hù)下與鎂高溫反應(yīng)制得Ti。其反應(yīng)如下：

①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO

②TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2

回答下列問(wèn)題：

(1)Ti元素原子的價(jià)電子排布式為____________________；

(2)寫出與CO互為等電子體的分子_________________；

(3)已知TiCl4在通常情況下是無(wú)色液體，熔點(diǎn)為-37℃，沸點(diǎn)為136℃；TiCl4在潮濕空氣中易水解產(chǎn)生白霧，同時(shí)產(chǎn)生H2TiO3固體．

①TiCl4為______化合物(填“離子”或“共價(jià)”)；

②TiCl4分子為正四面體形，則Ti為___________雜化．

③TiCl4在潮濕空氣中水解的化學(xué)方程式是____________________；

④TiCl2、Cl2和C反應(yīng)制得的TiCl4最好的提純方法是__________(填操作名稱)。

(4)配離子[TiCl(H2O)5]2+的中心離子化合價(jià)為_______，中心離子配位數(shù)為_______。

Answer 1

【答案】3d24s2 N2 共價(jià) sp3 TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl 蒸餾 +3 6

【解析】

(1)Ti的原子序數(shù)為22，位于周期表中的第四周期第ⅣB族；

(2)等電子體中原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同；

(3)①根據(jù)題目中提供的物理性質(zhì)來(lái)判斷晶體類型從而判斷化合物類型；

②可根據(jù)分子的構(gòu)型來(lái)判斷雜化方式；

③TiCl4在潮濕空氣中易水解產(chǎn)生白霧，同時(shí)產(chǎn)生H2TiO3固體，據(jù)此寫出方程；

④TiO2、Cl2和C反應(yīng)制得的TiCl4最好的提純方法是在氯化氫有氛圍中蒸餾；

(4)配離子[TiCl(H2O)5]2+中Cl-、H2O含有孤對(duì)電子對(duì)是配體，根據(jù)離子電荷判斷中心離子Tin+的電荷；根據(jù)配體數(shù)目判斷配位數(shù)。

(1)Ti的原子序數(shù)為22，位于周期表中的第四周期第ⅣB族，其電子排布為[Ar]3d24s2，所以Ti元素原子的價(jià)電子排布式為3d24s2；

(2)等電子體中原子數(shù)和價(jià)電子數(shù)都相同，則N2、CN-、CO的原子數(shù)都是2，價(jià)電子數(shù)都是10，則互為等電子體，故互為等電子體的分子是N2；

(3)①已知TiCl4在通常情況下是無(wú)色液體，熔點(diǎn)為-37℃，沸點(diǎn)為136℃，由此可判斷TiCl4是由共價(jià)鍵結(jié)合的分子；

②TiCl4分子為正四面體形，Ti和Cl形成4個(gè)δ鍵，所以Ti為sp3雜化；

③TiCl4在潮濕空氣中易水解產(chǎn)生白霧說(shuō)明生成HCl，同時(shí)產(chǎn)生H2TiO3固體，所以其反應(yīng)方程式為：TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl；

④TiO2、Cl2和C反應(yīng)制得的TiCl4最好的提純方法是在氯化氫有氛圍中蒸餾；

(4)配離子[TiCl(H2O)5]2+的中心離子所帶的電荷2+1=3，故中心離子為Ti3+，中心離子Ti3+的化合價(jià)為+3價(jià)，Cl-、H2O含有孤對(duì)電子對(duì)是配體，配位數(shù)是6。