题目内容

4．钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域，图1是用金红石（主要成分为TiO2）制备金属钛和钛酸钡的流程．
（1）写出基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2．
（2）TiCl4熔点为-24℃，沸点为136.4℃，室温下为无色液体，可溶于甲苯和氯代烃，固态TiCl4属于分子晶体．
（3）BaCO3为离子化合物，写出一种与CO32-互为等电子体的阴离子：NO3-或SiO32-（填化学式）．
（4）钛酸钡晶胞如图2所示，其化学式为BaTiO3．
（5）写出在高温条件下，TiO2生成TiCl4的化学方程式2Cl2+TiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO．
（6）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物，现在紫色和绿色两种含钛晶体，其组成均为TiCl3•6H2O．为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种晶体的样品配成溶液；
b．向两种溶液中分别滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量发现产生的沉淀质量关系为：绿色晶体为紫色晶体的$\frac{2}{3}$，则绿色晶体配合物的化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O，1mol该配合物中含有σ键的数目为18mol．

分析 （1）根据Ti原子序数，根据能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则写出核外电子排布式，再确定价层电子排布式；
（2）根据晶体的熔沸点等物理性质判断晶体类型；
（3）等电子体是指具有相同原子总数和相同价电子总数的微粒；
（4）利用晶胞的均摊法计算化学式；
（5）通过焦炭过量确定产物为一氧化碳，TiO2转化成TiCl4的反应为二氧化钛和碳、氯气高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳；
（6）Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀，则配合物的外界有氯离子，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，据此推出绿色晶体配合物的化学式，再根据配合物结构判断σ键的数目．

解答 解：（1）Ti原子序数为22，根据能级图及能量构造原理可得核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其价层电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2；
（2）TiCl4熔、沸点较低，可判断知其固态形式为分子晶体，故答案为：分子；
（3）CO32-中原子数为4，价电子数总为：24，则NO3-或SiO32-为其等电子体，故答案为：NO3-、SiO32-；
（4）根据晶胞的均摊理论，晶胞中Ba位于体心，数目为1，Ti位于顶点，数目为8×$\frac{1}{8}$=1，O位于棱心，12×$\frac{1}{4}$=3，化学式为BaTiO3，故答案为：BaTiO3；
（5）通过焦炭过量确定产物为一氧化碳，TiO2转化成TiCl4的反应为二氧化钛和碳、氯气高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳，反应的化学方程式依据原子守恒配平得到：2Cl2+TiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO；故答案为：2Cl2+TiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$TiCl4+2CO；
（6）Ti3+的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀，则配合物的外界有氯离子，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，故绿色晶体的化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2•H2O，1mol该配合物中1molTi与1molCl和5molH2O，形成6molσ键，5molH2O内含有5×2=10mol σ键，外界1molH2O内含有2molσ键，共含有6+10+2=18mol，故答案为：18mol．

点评 本题考查较为全面，涉及到氧化还原反应的配平、价层电子排布式、σ键的判断以及有关晶体的计算等，对学生基础要求较高，中等难度．

练习册系列答案
相关题目
7．某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下．
提出猜想：
问题1：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？
问题2：氧化铜有氧化性，能被H2、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？
实验探究
Ⅰ．解决问题1取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100℃得到黑色固体粉末；继续加热至1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸（或盐酸），得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在．根据以上实验现象回答问题．
（1）写出氧化亚铜与稀硫酸（或盐酸）反应的离子方程式：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O，
（2）从实验Ⅰ可得出的结论是高温时，+1价的铜比+2价的铜稳定，而溶液中，+2价的铜比+1价的铜稳定
Ⅱ．解决问题2
设计如下装置（夹持装置未画出）：

当氮的某种气态氢化物（X）缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的气体Y；将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01mol X，测得B装置增重0.36g，并收集到0.28g单质气体Y．
（1）X气体的摩尔质量是32克/摩尔．
（2）C中发生反应的化学方程式为2CuO+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N2↑+2H2O．
8．少量铁粉与100mL 0.01mol/L的稀盐酸（足量）反应，反应速率太慢．为了加快此反应速率而不改变H2的总量，可使用如下方法中的：①加H2O　②加NaOH固体　③滴入几滴浓盐酸　④加CH3COONa固体　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液　⑦升高温度（不考虑盐酸挥发）　⑧改用10mL 0.1mol/L盐酸   ⑨改用100mL0.1mol/L的稀硝酸（　　）
A．①⑥⑦B．③⑤⑧⑨C．③⑦⑧D．③⑦⑧⑨
5．芳香化合物F是1-萘酚（）的同分异构体，其分子中有两个官能团，能发生银镜反应，能被酸性KMnO4溶液氧化成G（ C2H4O2）和芳香化合物H（C8H6O4），G和H与碳酸氢钠溶液反应均能放出CO2气体，H芳环上的一硝化产物只有一种．
（1）F的结构简式；
（2）F与新制氢氧化铜溶液的反应的方程式为+2Cu（OH）2$\stackrel{△}{→}$HOOC+Cu2O↓+2H2O；
（3）由H生成一硝化产物的化学方程式为+HNO3（浓）$→_{△}^{浓硫酸}$+H2O；
（4）该一硝产物的名称是2-硝基-1，4-苯二甲酸（或硝基对苯二甲酸）．
12．从Zn、Fe（0H）3、KMn04、Ca0、稀硫酸和水等物质中．选出适当的物质作为反应物．按下列要求写出化学方程式：
①化合反应：Ca0+H20=Ca（0H）2；
②无单质生成的分解反应；2Fe（0H）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe203+3H20；
③有单质生成的分解反应：2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
④置换反应：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
③复分解反应（酸与碱的反应）：2Fe（OH）3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+6H2O；
上述反应中．属于氧化还原反应的是③④．
9．50mL0.50mol•L-1盐酸与50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液在如图示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒．
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失．
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值偏小（填“偏大”“偏小”“无影响”）．
（4）实验中改用60mL 0.50mol•L-1盐酸跟50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等（填“相等”“不相等”），所求中和热相等（填“相等”“不相等”）
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小；用50mL 0.50mol•L-1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会无影响．（均填“偏大”“偏小”“无影响”）．
16．X、Y、Z、Q、E、F六种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在第二周期主族元素中电负性最大的元素．请回答下列问题：
（1）XZ2与YZ2分子的立体结构分别是V形和直线形，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是SO2（写分子式），理由是因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大；
（2）Q的元素符号是Cr，它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，在形成化合物时它的最高化合价为+6；
（3）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O．
（4）F的氢化物是一种碱性气体，F还可与氢形成离子化合物FH5，其电子式为．
13．下列有关化学用语使用正确的是（　　）
A．CO2的电子式：
B．氟化氢的形成过程：
C．表示甲烷分子和四氯化碳分子的比例模型：
D．次氯酸的结构式：H-O-Cl
14．设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．标准状态下，33.6L氟化氢中含有氟原子的数目为1.5NA
B．盛有SO2的密闭容器中含有NA个氧原子，则SO2的物质的量为0.5mol
C．18gD2O中含有的质子数目为10NA
D．标准状况下，11.2LSO3所含的分子数为0.5NA

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网