Question

6．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属．
（1）钛所在的周期中第一电离能最小的元素是K（填元素符号）．在同周期中原子的M层电子数比钛原子的M层电子数多8个的过渡元素有Cu、Zn（填元素符号）．
（2）钛的某种化合物的晶胞结构如图所示．该化合物的化学式为BaTiO₃．
（3）在800℃和稀有气体氦气的保护下，用金属镁与四氯化钛反应可制取金属钛，其化学方程式为TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{氦气}$2MgCl₂+Ti．已知四氯化钛的某些性质如下：熔点：-25℃，沸点：136.4℃，相对密度：1.73，相对分子质量：189.71，易溶于有机溶剂，遇水强烈水解．四氯化钛晶体为分子晶体．
（4）Fe³⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．

Answer 1

分析 （1）金属性越强，元素第一电离能越小；Ti的M层电子排布式为3s²3p⁶3d²，第四周期中原子的M层电子数比钛原子的M层电子数多8个的过渡元素，外围电子排布为3d¹⁰4s¹、3d¹⁰4s²；
（2）根据均摊法计算晶胞中Ba、Ti、O原子数目，进而确定化合物化学式；
（3）在800℃和稀有气体氦气的保护下，用金属镁与四氯化钛反应可制取金属钛，属于置换反应，同时生成MgCl₂；
四氯化钛的熔沸点比较低，易溶于有机溶剂，应属于分子晶体；
（4）Fe为26号元素，Fe原子好玩的排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺．

解答 解：（1）第四周期中K的金属性最强，故K元素第一电离能最小；Ti的M层电子排布式为3s²3p⁶3d²，第四周期中原子的M层电子数比钛原子的M层电子数多8个的过渡元素，外围电子排布为3d¹⁰4s¹、3d¹⁰4s²，分别为Cu、Zn，
故答案为：K；Cu、Zn；
（2）Ba原子处于晶胞顶点，Ba数目为8×$\frac{1}{8}$=1，Ti原子处于体心，Ti数目为1，O原子处于面心，氧原子数目为6×$\frac{1}{2}$=3，故该化合物化学式为BaTiO₃，
故答案为：BaTiO₃；
（3）在800℃和稀有气体氦气的保护下，用金属镁与四氯化钛反应可制取金属钛，属于置换反应，同时生成MgCl₂，反应方程式为：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{氦气}$2MgCl₂+Ti，四氯化钛的熔沸点比较低，易溶于有机溶剂，应属于分子晶体，
故答案为：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{氦气}$2MgCl₂+Ti；分子；
（4）Fe为26号元素，Fe原子好玩的排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe³⁺，Fe³⁺的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．

点评 本题考查核外电子排布、电离能、晶胞计算、晶体类型与性质，难度不大，注意原子形成离子时，并不是按构造原理中能级最高的先失去电子，而是先根据能量高的能层、再根据同一能层中能量高的能级低失去．