Question

【题目】钛是一种现代工业应用广泛的优良金属，使用量可能会超过金属铁。工业上冶炼金属钛的方法有多种，下列反应原理是比较常见的冶炼钛的一种方法:

①TiO2+2Cl2 +2CTiCl4+2CO；②TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2。

请回答下列问题:

（1）与钛同周期元素中未成对电子数最多的基态原子的电子排布式为_________________。

（2）反应①中涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)；与CO互为等电子体的离子为__________(填化学式，写一种即可)。

（3）①TiCl4在常温下是无色液体，分子中4 个氯原子不在一个平面上，TiCl4空间构型为____，该物质能否溶解在苯溶剂中__________(填“能”或“否”) 。

②三氯化钛与酒石酸()反应，制得新的固态配合物酒石酸羟基钛(III)[Ti(OH)(C4H4O6)·1.5H2O)，在酒石酸中，羧基氧原子的轨道杂化类型分别是_______，σ键和π键的数目比为__________，Ti3+能形成配合物的原因为____________。1个酒石酸分子中手性碳原子数有_____________个。

（4）钛酸钡晶体的结构示意图如图所示，若晶胞参数为a pm，则钛酸钡晶体的密度=_____g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示)。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 O>Cl>C CN-(或NO+、C22-) 正四面体 能 sp2、sp3 15 :2 Ti3+具有空轨道 2 233/[NA·(a×10-10)3]

【解析】(1)钛为第4周期元素，同周期元素中未成对电子数最多的基态原子的3d和4s均为半充满，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1；

(2)反应①中涉及的非金属元素有C、O、Cl，元素的非金属性越强，电负性的数值越大，电负性由大到小的顺序为O>Cl>C；与CO互为等电子体的离子CN-或C22-，故答案为：O>Cl>C；CN-(或C22-等)；

(3)①TiCl4分子中4个氯原子不在一个平面上，TiCl4空间构型为正四面体；TiCl4分子中正负电荷分布均匀，是非极性分子，根据相似相容原理，该物质能溶于苯，故答案为：正四面体；能；

②在酒石酸()中，羧基上的氧原子有2种，其中碳氧双键中的O的价层电子对数目=3，采用sp2杂化，羟基上的O的价层电子对数目=4，采用sp3杂化；单键为1个σ键，双键为1个σ键和1个π键，酒石酸()中σ键和π键的数目比为15:2；Ti3+具有空轨道，[Ti(OH)(C4H4O6)·1.5H2O)中的配体中的O原子含有孤对电子，能够与Ti原子形成配位键；手性碳原子一定是饱和碳原子，手性碳原子所连接的四个基团要是不同，1个酒石酸()分子中含有2个手性碳原子()，故答案为：sp2、sp3；15:2；Ti3+具有空轨道；2；

(4)根据钛酸钡晶体的结构示意图可知，晶胞中含有Ti原子的数目=8×=1，O原子的数目=12×=3，Ba原子的数目=1，化学式为BaTiO3，则钛酸钡晶体的密度==g/cm3，故答案为： 。