Question

【題目】金屬鈦因為其優越的性能被稱為“未來金屬”，其工業冶煉涉及到的反應如下：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO

回答下列相關問題：

（1）鈦的價層電子排布式為______________。

（2）已知部分物質熔沸點如下：

名稱	金紅石	金剛石	四氯化鈦	四溴化鈦	四碘化鈦
化學式	TiO2	C	TiCl4	TiBr4	TiI4
熔點	1830℃	3550℃	-24.1℃	38℃	150℃
沸點	2927℃	4827℃	136.4℃	233.1℃	377.2℃
晶型	離子晶體		分子晶體

表中金剛石的晶型為_________；自左向右，表中的三種鈦的鹵化物熔沸點依次升高的原因是_____________。

（3）配位數為6，組成為TiCl3·6H2O的晶體有兩種：化學式為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的X呈綠色，定量實驗表明，X與AgNO3以1：2物質的量比反應生成沉淀。Y呈紫色，且Y與AgNO3以1：3物質的量比反應生成沉淀，則Y的化學式為___________，Y配離子的空間構型為_________。

（4）鈣鈦礦是重要的含鈦礦物之一，其主要成分Z的晶胞如下圖所示：

推測Z的化學式為________________。

（5）若晶胞參數a=384.1pm，Z晶體的密度為______g/cm3(已知NA≈6.0×1023；3.8413≈)。

Answer 1

【答案】 3d24s2 原子晶體 分子晶體組成和結構相似時，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高 [Ti(H2O)6]Cl3 空間正八面體 CaTiO3 4.0

【解析】試題分析：（1）鈦原子核外有22個電子，價電子排布在3d、4s軌道；（2）根據金剛石的熔點高分析；分子晶體組成和結構相似時，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高；（3）Y與AgNO3以1：3物質的量比反應生成沉淀，說明外界有3個氯離子，6個水都在內界；（4）根據均攤原則計算Z的化學式；（5）根據化學式可知Z的摩爾質量是136g/mol；晶胞的體積是；

解析：（1）鈦原子核外有22個電子，價電子排布在3d、4s軌道，價電子排布為3d24s2；（2）金剛石的熔點高，所以金剛石是原子晶體； TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶體，分子晶體組成和結構相似時，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高，所以TiCl4、TiBr4、TiI4的熔沸點依次升高；（3）Y與AgNO3以1：3物質的量比反應生成沉淀，說明外界有3個氯離子，6個水都在內界，Y的化學式為[Ti(H2O)6]Cl3；Y配離子的空間構型為空間正八面體；（4）根據均攤原則，每個晶胞含有Ti原子數是 =1，含有Ca原子數1，含有O原子數是 ，所Z的化學式是CaTiO3；（5）根據化學式可知Z的摩爾質量是136g/mol；晶胞的體積是；則 g/cm3。