Question

【题目】钛呈银白色，因它坚硬、强度大、耐热、密度小，被称为高技术金属。目前生产钛采用氯化法，即将金红石或钛铁矿与焦炭混合，通入氯气并加热制得TiCl4：2FeTiO3+7Cl2+6C2TiCl4+2FeCl3+6CO； TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO。将TiCl4蒸馏并提纯，在氩气保护下与镁共热得到钛：TiCl4+2MgTi+2MgCl2，MgCl2和过量Mg用稀盐酸溶解后得海绵状钛，再在真空熔化铸成钛锭。请回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布式为_______________________________。

（2）与CO互为等电子体的离子为_____（填化学式）。

（3）在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，碳原子采取sp杂化的分子有__________ 。

（4）TiCl4在常温下是无色液体，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟。则TiCl4属于______(填“原子”、“分子”或“离子”)晶体。

（5）与钛同周期的另一种元素钴(Co)可形成分子式均为Co(NH3)5BrSO4的两种配合物，其中一种化学式为[Co(NH3)5Br]SO4，往其溶液中加BaCl2溶液时，现象是_____________；往另一种配合物的溶液中加入BaCl2溶液时，无明显现象，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为 __________。

（6）在自然界中TiO2有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型，其中金红石的晶胞如右图所示，则其中Ti4+的配位数为__________。

Answer 1

【答案】3d24s2CN-（或NO+、C22-）CO2分子产生白色沉淀[Co (NH3)5SO4]Br6

【解析】

(1)根据构造原理，由原子序数即可写出基态原子的电子排布式，进而可写出价电子排布式；
(2)根据等电子体的概念写出符合题目要求的等电子体；
(3)可根据分子的构型来判断碳的杂化方式，四面体形属于sp3杂化，平面形中的碳属于sp2杂化，直线形中的碳属于sp杂化；
(4)根据题目中提供的物理性质来判断晶体类型；
(5)络合物由內界和外界组成，络合物溶于水发生电离生成內界离子(络离子)和外界离子，与BaCl2或AgNO3溶液反应的离子肯定为外界离子，由此可判断络合物的组成；
(6)观察晶胞，数数Ti周围距离最近的O的个数即为Ti的配位数。

(1)钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d24s2，则基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，因此，本题正确答案是：3d24s2；
(2)CO为双原子分子，价电子总数为10，则CO的等电子体为离子的为：CN-(或NO+、C22-)，因此，本题正确答案是：CN-(或NO+、C22-)；
(3)在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，分子构型分别为四面体形、平面三角形、直线形、平面形，所以碳原子的杂化方式分别为sp3、sp2、sp、sp2杂化，采取sp2杂化的分子有C6H6、C2H4，所以sp杂化的是CO2，因此，本题正确答案是：CO2；
(4)因TiCl4在常温下是无色液体，说明熔点低，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟，说明钛离子为弱碱阳离子，由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体，

因此，本题正确答案是：分子；
(5)由[Co(NH3)5Br]SO4可以知道，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合成白色沉淀。加入BaCl2溶液时，无明显现象，说明硫酸根离子在内界，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，说明溴离子在外界，因此另一配合物的化学式为[Co (NH3)5SO4]Br，

因此，本题正确答案是：产生白色沉淀；[Co (NH3)5SO4]Br；
(6)观察晶胞结构，可以知道每个钛周围距离最近的氧原子有6个，即钛的配位数为6，

因此，本题正确答案是：6。