题目内容
【题目】钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。宝鸡因钛产业发达被称为中国钛谷,其钛产品产量占全国80%以上,占世界产量的20%以上。请回答下列问题:
(1)钛元素位于周期表中第4周期_____族,基态铁原子的价电子的电子排布式为______。
(2)钛元素在化合物中有+2、+3、+4等多种价态,试分析因显著的“压电效应“面被广泛应用于超声波发生装置中的偏钛酸钡(BaTiO3)中Ti的化合价为______。
(3)TiCl3是一种不稳定的氯化物,主要用作强还原制、烯烃聚合的催化剂以及偶氮染料分析等。
①溶波中的Ti3+易被FeCl3氧化,发生反应的离子方程式为________;若利用此反应原理,用已知标准浓度FeCl3溶液来滴定某含Ti3+的溶液时,可选用______溶液作指示剂判断滴定的终点。
②化学式为[Ti(H2O)6]Cl3的绿色晶体是TCl3的六水合物的一种晶型,该晶体中,与Ti3+T形成配位键的原子是_____(填元素符号),该原子的杂化类型为________;该晶体所含元素中,电负性最大的元素是_______(写出元素符号)。
③化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O的绿色晶体是TiCl3的六水合物的另一种晶型,取1mol绿色晶体溶于水配成500mL溶液,加入足量AgNO3使Cl-完全沉淀,消耗AgNO3的物质的量为____mol。
④写出一种与H2O互为等电子体的阳离子______(填化学式)。
(4)TiO2的熔点为1800℃,TiCl4的熔点为-25℃,同为Ti的+4价化合物,熔点相差悬殊的原因是___________。
(5)自然界的钛主要以金红石( 主要成分为TiO2)的形式存在。TiO2 的晶胞属于四方晶系,其长方体结构如图所示,已知TiO2 的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的值为NA,根据图中所示数据列出该晶体密度的计算式ρ=_______g·cm-3(用NA表示阿伏伽德罗常数,用含M、a、b、c的代数式表示)。
【答案】 ⅣB 3d64s2 +4 Fe3+ + Ti3+ == Fe2++ Ti4+ KSCN(或硫氰化钾) O sp3 O 2 H2F+ TiO2是原子晶体,原子间以共价键相结合,而TiCl4是分子晶体,分子以范德华力相结合,共价键作用远大于范德华力 (或
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【解析】(1)钛元素22号,位于周期表中第4周期ⅣB族,铁是26号元素,基态铁原子的价电子的电子排布式为3d64s2 。(2)由化合价代数和为0的规律,偏钛酸钡(BaTiO3)中Ti的化合价为+4价。(3)①溶波中的Ti3+易被FeCl3氧化成Ti4+,发生反应的离子方程式为Fe3+ + Ti3+ == Fe2++ Ti4+;若利用此反应原理,用已知标准浓度FeCl3溶液来滴定某含Ti3+的溶液时,多余的Fe3+ 遇到KSCN(或硫氰化钾)溶液呈血红色,可选用KSCN(或硫氰化钾)溶液作指示剂判断滴定的终点。②化学式为[Ti(H2O)6]Cl3的绿色晶体是TiCl3的六水合物的一种晶型,该晶体中,与Ti3+形成配位键的原子是O(填元素符号),O原子形成2个δ键和2个孤电子对,该原子的杂化类型为sp3;该晶体所含元素中,电负性最大的元素是O。③化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O的绿色晶体是TiCl3的六水合物的另一种晶型,取1mol绿色晶体溶于水配成500mL溶液,溶液中含有2mol氯离子,加入足量AgNO3使Cl-完全沉淀,消耗AgNO3的物质的量为2mol。④与H2O互为等电子体的阳离子H2F+ (填化学式)。(4)TiO2的熔点为1800℃,TiCl4的熔点为-25℃,同为Ti的+4价化合物,熔点相差悬殊的原因是TiO2是原子晶体,原子间以共价键相结合,而TiCl4是分子晶体,分子以范德华力相结合,共价键作用远大于范德华力。(5)每个晶胞中含有钛原子数为8×1/8+1=2,氧原子数为4×1/2+2=4,则晶体密度为2×Mg·mol-1÷NAmol-1÷(a×b×c)pm3=g·cm-3。
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