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    20．氮化钛（Ti3N4）为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品．以TiCl4为原料，经过一系列反应（如图1所示）可以制得Ti3N4和TiO2．
    图1中的M是短周期金属元素，M的部分电离如下表：
      I1I2I3 I4 I5
     电离能/KJ•mol-1 7381451 7733 10540 13630 
    （1）M是Mg（填元素符号），该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积（填六方最密堆积或面心立方最密堆积）配位数为12．
    （2）基态Ti3+中未成对电子数有1个，Ti的基态原子外围电子排布式为4d25s2．
    （3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO2催化的一个实例如图2所示．化合物甲的分子式中采取sp2杂化的碳原子数为7，化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C．
    （4）有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl相似，如图3所示．该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有12个，该晶体的化学式为TiN．

    分析 （1）M是短周期金属元素，M的第三电离能剧增，处于ⅡA族，能与TiCl4反应置换出Ti，则M为Mg．Mg晶体属于六方最密堆积；
    （2）Ti为22号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63S23p63d24s2，外围电子排布为3d24s2，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Ti3+；
    （3）采取sp2杂化的碳原子价层电子对数是3，根据价层电子对数判断；采取sp3杂化的原子价层电子对数是4，乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大；
    （4）根据均摊法计算晶胞中Ti、N原子数目，进而计算晶胞化学式，以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置．

    解答 解：（1）M是短周期金属元素，M的第三电离能剧增，处于ⅡA族，能与TiCl4反应置换出Ti，则M为Mg．Mg晶体属于六方最密堆积，配位数为12，故答案为：Mg；六方最密堆积；12；
    （2）Ti为22号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63S23p63d24s2，失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Ti3+，基态Ti3+离子核外电子排布为1s22s22p63S23p63d1，3d能级1个电子为未成对电子，故答案为：1；4d25s2；
    （3）化合物甲的分子中采取sp2杂化的碳原子为：苯环上的六个、羰基中的一个，共7个，采取sp3杂化的原子价层电子对数是4，乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O，同一周期元素中，元素电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大，所以它们的电负性关系为：O＞N＞C，故答案为：7； O＞N＞C；
    （4）根据均摊法，可知该晶胞中N原子个数为：6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，该晶胞中Ti原子个数为：1+12×$\frac{1}{4}$=4，晶胞的化学式为TiN，以晶胞顶点N原子研究，与之距离相等且最近的N原子处于面心位置，每个顶点为8个晶胞共用．每个面为2个晶胞共用，故与之距离相等且最近的N原子为$\frac{3×8}{2}$=12，故答案为：12；TiN．

    点评 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞结构与计算、核外电子排布、杂化方式、电负性比较等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    1．下列实验操作中错误的是（　　）
    A．B．C．D．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．依据氧化还原反应：2Ag+（aq）+Zn（s）═Zn2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图所示．请回答下列问题：
    （1）电极X的材料是锌（或Zn）；电解质溶液Y是AgNO3溶液；
    （2）银电极为电池的正极，发生的电极反应为Ag++e-═Ag；
    X电极上发生的电极反应为Zn-2e-═Zn2+；
    （3）外电路中的电子是从X（或Zn）电极流向Ag电极；
    （4）若该电池中两电极的质量均为60g，工作一段时间后，取出锌片洗净干燥后称重，质量为47g，试计算析出银的质量．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．在2L密闭容器内，800℃时X（g）和Y（g）反应生成Z（g）的体系中，n（X）随时间的变化如表所示：（已知：2X（g）+Y（g）?2Z（g） ）
    时间/s012345
    n（X）/mol0.0200.0100.0080.0080.0080.008
    （1）在第4s时，X的转化率为多少？
    （2）如图中表示Z变化曲线的是b，用Y表示从0～2s内该反应的平均速率v=1.5×10-3mol•L-1•s-1．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：
    实验Ⅰ：制取NaClO2晶体按如图装置进行制取．

    已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
    （1）装置C的作用是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中；
    （2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则装置B中反应的方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还可能含有的一种阴离子是SO42-，；检验该离子的方法是取少量反应后的溶液，先加足量的盐酸，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则说明含有SO42-；
    （3）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤．
    ①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃干燥得到成品．
    （4）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl；
    实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
    （5）测定样品中NaClO2的纯度．测定时进行如下实验：
    准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+═2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．请计算所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．某兴趣小组拟制备K3[Fe（C2O4）3]•3H2O晶体
    Ⅰ．查阅资料
    K3[Fe（C2O4）3]•3H2O是翠绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇，具有光敏性，光照分解．110℃失去结晶水，230℃时分解．K3[Fe（C2O4）3]•3H2O的摩尔质量是491g/moL
    Ⅱ．制备产品
    实验步骤如下：
    ①取27.8gFeSO4•7H2O和K2C2O4反应生成草酸亚铁
    ②将草酸亚铁（FeC2O4）和适量K2C2O4的混合溶液置于40℃的恒温水浴中，逐滴加入 6% H2O2，边加边搅拌，使Fe2+充分被氧化．反应体系中生成K3[Fe（C2O4）3]的同时还有部分Fe（OH）3沉淀
    ③向②所得浊液中加入1mol/LH2C2O4溶液，使溶液变为翠绿色
    ④加热浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，称量产品的质量为ag
    请回答下列问题：
    （1）第②步需要控制水浴40℃，温度不能太高的主要目的：避免H2O2分解，若第④步冷却时间较长，需将溶液置于冷暗处，原因是：防止K3[Fe（C2O4）3]长时间见光引起分解．
    （2）第②步中，为检验Fe2+是否已完全被氧化，可选用b．试剂（填字母）
    A．NaOH溶液       B．K3Fe（CN）6溶液    C．苯酚溶液     D．KSCN溶液
    （3）请写出第③步中加入H2C2O4溶液将Fe（OH）3沉淀反应生成K3[Fe（C2O4）3]的化学反应方程式：2Fe（OH）3+3 H2C2O4+3K2C2O4→2K3[Fe（C2O4）3]+6H2O．
    （4）步骤④中的实验操作需要下列仪器中的①③⑥（填仪器的编号）．
    ①酒精灯 ②燃烧匙 ③烧杯 ④广口瓶 ⑤研钵 ⑥玻璃棒
    （5）有同学为提高产率，避免第④步加热浓缩过程中K3[Fe（C2O4）3]的少量分解，依据查阅的资料提出新的结晶方案：将步骤③得到的溶液中加入乙醇，过滤，洗涤，干燥，称量．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．用含有A1203、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备A12（SO4）3•18H2O．，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
    Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：
    Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
    Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色：
    Ⅳ．加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
    Ⅴ．浓缩、结晶、分离，得到产品．
    （1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
    （2）KMnO4氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
    1MnO4+5Fe2++8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O
    （3）已知：
    生成氢氧化物沉淀的pH
    Al（OH）3Fe（OH）2Fe（OH）3
    开始沉淀时3.46.31.5
    完全沉淀时4.78.32.8
    注：金属离子的起始浓度为0.1mol•L-1
    根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：除去铁元素
    （4）己知：一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，
    ①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCI并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是浓盐酸与MnO2加热生成黄绿色气体Cl2即可判断MnO2是否存在．
    ②Ⅳ中加入MnSO4的目的是除去过量的MnO4-．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    9．H2R属于二元弱酸．已知NaHR的水溶液呈弱酸性，请用必要的化学用语和简要的文字说明其呈弱酸性的原因
    HR-存在电离：HR-?H++R2-，使溶液呈酸性；HR-存在水解：HR-+H2O?H2R+OH-，使溶液呈碱性；HR-的电离强于水解，所以溶液呈酸性．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    10．M、n、m之间关系M=$\frac{m}{n}$、m=nM、n=$\frac{m}{M}$．

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