Question

6．鈦是一種性能非常優(yōu)越的金屬，被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬．
（1）鈦鐵礦的晶胞如圖所示，其化學式為FeTiO₃．
（2）Ti元素的基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²．
（3）將鈦鐵礦與焦炭混合，通入氯氣并加熱制得TiCl₄，將TiCl₄蒸餾提純，在氬氣保護下與鎂共熱得到鈦．TiCl₄屬于分子晶體（填寫晶體類型）．
（4）二氧化鈦作光催化劑能將室內(nèi)污染物甲醛、苯等有害氣體轉(zhuǎn)化為CO₂和H₂O．
①甲醛分子的空間構(gòu)型是平面三角形．
②C、H、O元素電負性由大到小的順序為：O、C、H．
③甲醛極易溶于水，試解釋其原因甲醛分子與水分子間形成氫鍵．
（5）已知Ti³⁺可形成配位數(shù)為6的配合物．現(xiàn)有鈦的兩種顏色的配合物，一種為紫色，另一種為綠色，相關(guān)實驗證明，兩種物質(zhì)的組成皆為TiCl₃•6H₂O．為測定這兩種配合物的成鍵情況，設(shè)計了如下實驗：
①分別取等質(zhì)量的兩種物質(zhì)的樣品配成溶液；
②分別往待測溶液中滴入過量的AgNO₃溶液并充分反應，均產(chǎn)生白色沉淀；
③測定沉淀質(zhì)量并比較，發(fā)現(xiàn)由綠色物質(zhì)得到沉淀的質(zhì)量是紫色物質(zhì)得到沉淀的質(zhì)量的$\frac{2}{3}$．則綠色晶體的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法計算晶胞中各原子的個數(shù)比，進而確定化學式；
（2）Ti為22號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫電子排布式；
（3）根據(jù)晶體的熔沸點判斷晶體類型；
（4）①根據(jù)中心原子的價層電子對數(shù)判斷分子空間構(gòu)型；
②根據(jù)元素周期律判斷電負性；
③甲醛與水分子之間能形成氫鍵；
（5）Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質(zhì)量的 $\frac{2}{3}$，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子．

解答 解：（1）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，晶胞中含有的O原子數(shù)為6×$\frac{1}{2}$=3，Ti原子數(shù)為為$8×\frac{1}{8}$=1，F(xiàn)e原子數(shù)為1，它們的原子個數(shù)比為3：1：1，所以化學式為FeTiO₃，
故答案為：FeTiO₃；
（2）Ti為22號元素，核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；
（3）TiCl₄能蒸餾提純，所以TiCl₄的沸點較低，應為分子晶體，
故答案為：分子晶體；
（4）①甲醛分子中，碳原子的價層電子對數(shù)為$\frac{4+2}{2}$=3，沒有孤電子對，所以分子空間構(gòu)型是平面三角形，
故答案為：平面三角形；
②根據(jù)元素周期律，同周期從左向右元素電負性增大，同主族從上向下，元素的電負性減小，所以C、H、O元素電負性由大到小的順序為O、C、H，
故答案為：O、C、H；
③甲醛與水分子之間能形成氫鍵，所以甲醛極易溶于水，
故答案為：甲醛分子與水分子間形成氫鍵；
（5）Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質(zhì)量的 $\frac{2}{3}$，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，Ti³⁺的配位數(shù)均為6，故綠色晶體的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

點評 本題考查核外電子排布、配合物，難度中等，注意配合物的內(nèi)界和外界，在水溶液里配合物的外界能產(chǎn)生自由移動的離子．