Question

【题目】钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。宝鸡因钛产业发达被称为中国钛谷,其钛产品产量占全国80%以上，占世界产量的20%以上。请回答下列问题:

（1）钛元素位于周期表中第4周期_____族，基态铁原子的价电子的电子排布式为______。

（2）钛元素在化合物中有+2、+3、+4等多种价态，试分析因显著的“压电效应“面被广泛应用于超声波发生装置中的偏钛酸钡(BaTiO3)中Ti的化合价为______。

（3）TiCl3是一种不稳定的氯化物，主要用作强还原制、烯烃聚合的催化剂以及偶氮染料分析等。

①溶波中的Ti3+易被FeCl3氧化，发生反应的离子方程式为________；若利用此反应原理，用已知标准浓度FeCl3溶液来滴定某含Ti3+的溶液时，可选用______溶液作指示剂判断滴定的终点。

②化学式为[Ti(H2O)6]Cl3的绿色晶体是TCl3的六水合物的一种晶型，该晶体中，与Ti3+T形成配位键的原子是_____(填元素符号)，该原子的杂化类型为________；该晶体所含元素中，电负性最大的元素是_______(写出元素符号)。

③化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O的绿色晶体是TiCl3的六水合物的另一种晶型，取1mol绿色晶体溶于水配成500mL溶液，加入足量AgNO3使Cl-完全沉淀，消耗AgNO3的物质的量为____mol。

④写出一种与H2O互为等电子体的阳离子______(填化学式)。

（4）TiO2的熔点为1800℃,TiCl4的熔点为-25℃,同为Ti的+4价化合物，熔点相差悬殊的原因是___________。

（5）自然界的钛主要以金红石( 主要成分为TiO2)的形式存在。TiO2 的晶胞属于四方晶系,其长方体结构如图所示，已知TiO2 的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数的值为NA，根据图中所示数据列出该晶体密度的计算式ρ=_______g·cm-3(用NA表示阿伏伽德罗常数,用含M、a、b、c的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 ⅣB 3d64s2 +4 Fe3+ + Ti3+ == Fe2++ Ti4+ KSCN（或硫氰化钾） O sp3 O 2 H2F+ TiO2是原子晶体，原子间以共价键相结合，而TiCl4是分子晶体，分子以范德华力相结合，共价键作用远大于范德华力 （或）

【解析】（1）钛元素22号，位于周期表中第4周期ⅣB族，铁是26号元素，基态铁原子的价电子的电子排布式为3d64s2 。（2）由化合价代数和为0的规律，偏钛酸钡(BaTiO3)中Ti的化合价为+4价。（3）①溶波中的Ti3+易被FeCl3氧化成Ti4+，发生反应的离子方程式为Fe3+ + Ti3+ == Fe2++ Ti4+；若利用此反应原理，用已知标准浓度FeCl3溶液来滴定某含Ti3+的溶液时，多余的Fe3+ 遇到KSCN（或硫氰化钾）溶液呈血红色，可选用KSCN（或硫氰化钾）溶液作指示剂判断滴定的终点。②化学式为[Ti(H2O)6]Cl3的绿色晶体是TiCl3的六水合物的一种晶型，该晶体中，与Ti3+形成配位键的原子是O(填元素符号)，O原子形成2个δ键和2个孤电子对，该原子的杂化类型为sp3；该晶体所含元素中，电负性最大的元素是O。③化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O的绿色晶体是TiCl3的六水合物的另一种晶型，取1mol绿色晶体溶于水配成500mL溶液，溶液中含有2mol氯离子，加入足量AgNO3使Cl-完全沉淀，消耗AgNO3的物质的量为2mol。④与H2O互为等电子体的阳离子H2F+ (填化学式)。（4）TiO2的熔点为1800℃,TiCl4的熔点为-25℃,同为Ti的+4价化合物，熔点相差悬殊的原因是TiO2是原子晶体，原子间以共价键相结合，而TiCl4是分子晶体，分子以范德华力相结合，共价键作用远大于范德华力。（5）每个晶胞中含有钛原子数为8×1/8+1=2，氧原子数为4×1/2+2=4，则晶体密度为2×Mg·mol－1÷NAmol－1÷（a×b×c）pm3=g·cm－3。