题目内容
【题目】由N、P、Ti等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。
（1）钛元素基态原子未成对电子数为__个，能量最高的电子占据的能级符号为___。
（2）磷的一种同素异形体—白磷(P4)的立体构型为__，推测其在CS2中的溶解度__(填“大于”或“小于”)在水中的溶解度。
（3）两种三角锥形气态氢化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：__。
（4）工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1000～1100K，进行氯化处理，生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学反应方程式：___。
（5）有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体的化学式为__，已知晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞边长为__cm(用含ρ、NA的式子表示)。
【答案】2 3d 正四面体形 大于 电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大 TiO2＋2C＋2Cl2
TiCl4＋2CO TiN 
【解析】
(1)根据钛原子的核外电子排布式解答；
(2)根据白磷的结构解答；根据相似相容原理解答；
(3)根据电负性对成键电子对的影响解答；
(4)根据反应物和生成物结合原子守恒书写方程式；
(5)根据均摊法计算。
(1)钛元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，因此其中未成对电子数为2个，能量最高的电子占据的能级符号为3d，故答案为：2；3d；
(2)白磷(P4)分子中含有6个P－P单键，其立体构型为正四面体形；白磷和CS2均为非极性分子，水是极性分子，根据相似相溶原理可推测白磷在CS2中的溶解度大于在水中的溶解度，故答案为：正四面体形；大于；
(3)由于电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，因此PH3的键角小于NH3的，故答案为：电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大；
(4)反应物是氯气、TiO2和足量炭粉，生成物是TiCl4，根据原子守恒且碳过量可知还有CO生成，则生成TiCl4的化学反应方程式为TiO2＋2C＋2Cl2
TiCl4＋2CO，故答案为：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO；
(5)根据晶胞结构可知含有的N原子个数是8×1/8＋6×1/2＝4，Ti原子全部在晶胞中，共计是4个，则该晶体的化学式为TiN；设晶胞的边长是acm，则
＝ρ，解得a＝
，故答案为：TiN；。
【题目】用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验（短时间内产生大量泡沫），某同学依据文献资料对该实验进行探究。
（1）资料1：KI在该反应中的作用：
H2O2＋I－＝H2O＋IO－；H2O2＋IO－＝H2O＋O2↑＋I－。总反应的化学方程式是________________。
（2）资料2：H2O2分解反应过程中能量变化如图所示，其中①有KI加入，②无KI加入。下列判断正确的是___________（填字母）。
a. 加入KI后改变了反应的路径
b. 加入KI后改变了总反应的能量变化
c. H2O2＋I－＝H2O＋IO－是放热反应
（3）实验中发现，H2O2与KI溶液混合后，产生大量气泡，溶液颜色变黄。再加入CCl4，振荡、静置，气泡明显减少。
资料3：I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到___________，说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是：i. H2O2浓度降低；ii. ________。以下对照实验说明i不是主要原因：向H2O2溶液中加入KI溶液，待溶液变黄后，分成两等份于A、B两试管中。A试管加入CCl4，B试管不加CCl4，分别振荡、静置。观察到的现象是_____________。
（4）资料4：I－（aq）＋I2（aq）
I3－（aq） K＝640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式，进行实验：向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L－1 KI溶液，达平衡后，相关微粒浓度如下：
微粒 | I－ | I2 | I3－ |
浓度/（mol·L－1） | 2.5×10－3 | a | 4.0×10－3 |
①a＝__________。
②该平衡体系中除了含有I－，I2，I3－外，一定还含有其他含碘微粒，理由是________________。