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【化学—选修3:物质结构与性质】人类在使用金属的历史进程中,经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛(Ti),它被誉为“未来世纪的金属”.试回答下列问题:

(1)Ti元素原子序数为22,它在元素周期表中的位置是第 周期第 族;其基态原子的电子排布式为

(2)在Ti的化合物中,可以呈现+2、+3、+4三种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定.偏钛酸钡的热稳定性好,介电常数高,在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用.偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图1所示,它的化学式是 ,其中Ti4+的氧配位数为 ,Ba2+的氧配位数为

(3)常温下的TiCl4是有刺激性臭味的无色透明液体,熔点﹣23.2℃,沸点136.2℃,所以TiCl4应是

化合物,其固体是 晶体。TiCl4在潮湿空气中易挥发,水解而冒白烟,这是因为水解后有 生成。

(4)已知Ti3+可形成配位数为6的配合物,其空间构型为正八面体,如图2所示,我们通常可以用图3所示的方法来表示其空间构型(其中A表示配体,M表示中心原子)。配位化合物[Co(NH3)4Cl2]的空间构型也为八面体型,它有 种同分异构体,请将其结构画出_________________。

练习册系列答案
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2.我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出.该工艺的核心是黄铜矿的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三种方法.
Ⅰ.氧化浸出
(1)在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42-生成.
①该反应的离子方程式为2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42-+18H2O.
②该反应在25-50℃下进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,试分析其原因为H2O2受热分解,产物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等..
Ⅱ、配位浸出
反应原理为:CuFeS2+NH3•H2O+O2+OH-→Cu(NH342++SO42-+H2O(未配平)
(2)为提高黄铜矿的浸出率,可采取的措施有提高氨水的浓度、提高氧压(至少写出两点).
(3)为稳定浸出液的pH,生产中需要向氨水中添加NH4C1,构成NH3.H2O-NH4Cl缓冲溶液.某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究:25℃时,向amol.L-l的氨水中缓慢加入等体积0.02mol.L-l的NH4Cl溶液,平衡时溶液呈中性.则NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{2×1{0}^{-9}}{a}$(用含a的代数式表示);滴加NH4Cl溶液的过程中水的电离
平衡正向(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
Ⅲ,生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,反应釜中各物质的转化关系如图所示.
(4)在微生物的作用下,可以循环使用的物质有Fe2(SO43、H2SO4(填化学式),微生物参与的离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$4Fe3++2H2O或S8+12O2+8H2O$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$8SO42-+16H+(任写一个).
(5)假如黄铜矿中的铁元素最终全部转化为Fe3+,当有2mol SO42-生成时,理论上消耗O2的物质的量为4.25mol.

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