Question

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。

  (1)Ti基态原子的电子排布式为                                   

  (2)钛能与B、C、 N、 O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性:C        （填“>”或“<”下同)B；第一电离能： N        O。

  (3)月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO₃) 。 FeTiO₃与80%的硫酸反应可  生成TiOSO₄。SO₄2-的空间构型为        形，其中硫原子采用        杂化.

(4)磷酸钛〔Ti₃ (PO₄ )₄]锂离子电池能量密度大、安全性高。Ti₃ (PO₄ )₄可由TiOSO₄与

H₃PO₄反应制得。两分子H₃PO₄发生脱水生成焦磷酸；

则三分子H₃PO₄脱去两分子H₂O生成三磷酸，其结构式为                     ，四分子H₃PO₄ 脱去四分子H₂O生成的四偏磷酸属于       元酸。

(5)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO₃，CaTiO₃的晶体结构如图所示(Ti⁴⁺位于立方体的顶点)。该晶体中，Ti⁴⁺和周围       个O^2-相紧邻.

 (6)Fe能形成多种氧化物，其中FeO晶胞结构为NaCI型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷，晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷，在晶体中Fe和O的个数比发生了变化，变为Fe_xO（x<1）中，若测得某Fe_xO晶体密度为5.71 g·cm^-3，晶胞边长为4.28X10^-10 m,则Fe_xO中x=_。

Answer 1

【知识点】晶体结构、原子的核外电子排布  E1  E4   E5

【答案解析】（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²（2分）

（2）>；>（各2分）

（3）正四面体；sp³（各1分）

（4）；四（各1分）

 （5）12（2分）（6）0.92（3分）

   解析：：（1）Ti是22号元素，原子核外有22个电子，根据构造原理知Ti基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²
（2）C和B属于同一周期且C的原子序数大于B，所以电负性C＞B，N原子中2p轨道处于半充满状态，O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满，所以N原子第一电离能比O原子大。

（3）SO₄^2-中价电子数为：4+1/2(6+2-4×2)=4，且硫酸根离子中不含孤电子对，所以硫酸根离子呈正四面体构型，采用sp³杂化。

(4)仿照两分子H₃PO₄发生脱水生成焦磷酸，即可写出三分子H₃PO₄脱去两分子H₂O生成三磷酸的结构式。

(5)观察CaTiO₃的晶体结构发现Ti⁴⁺在正方体的顶点，O^2-在正方体的面心，所以该晶体中，Ti⁴⁺周围相紧邻O^2-数为：3×8×1/2=12.

(6)Fe_xO晶体的晶胞结构为NaCl型，所以每个晶胞中含有4个Fe_xO，利用密度公式得：，解得x=0.92。

【思路点拨】本题考查了晶体结构、原子的核外电子排布等，最后一问难度较大抓住一个晶胞的质量、体积、密度间的关系即可解答。