Question

金屬鈦性能優(yōu)越，被譽為繼Fe、Al后應用廣泛的“第三金屬”。

  (1)Ti基態(tài)原子的電子排布式為                                  

  (2)鈦能與B、C、 N、 O等非金屬元素形成穩(wěn)定的化合物。電負性:C        （填“>”或“<”下同)B；第一電離能： N        O。

  (3)月球巖石——玄武巖的主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO₃) 。 FeTiO₃與80%的硫酸反應可  生成TiOSO₄。SO₄2-的空間構型為        形，其中硫原子采用        雜化.

(4)磷酸鈦〔Ti₃ (PO₄ )₄]鋰離子電池能量密度大、安全性高。Ti₃ (PO₄ )₄可由TiOSO₄與

H₃PO₄反應制得。兩分子H₃PO₄發(fā)生脫水生成焦磷酸；

則三分子H₃PO₄脫去兩分子H₂O生成三磷酸，其結構式為                     ，四分子H₃PO₄ 脫去四分子H₂O生成的四偏磷酸屬于       元酸。

(5)Ti的氧化物和CaO相互作用能形成鈦酸鹽CaTiO₃，CaTiO₃的晶體結構如圖所示(Ti⁴⁺位于立方體的頂點)。該晶體中，Ti⁴⁺和周圍       個O^2-相緊鄰.

 (6)Fe能形成多種氧化物，其中FeO晶胞結構為NaCI型。晶體中實際上存在空位、錯位、雜質原子等缺陷，晶體缺陷對晶體的性質會產生重大影響。由于晶體缺陷，在晶體中Fe和O的個數比發(fā)生了變化，變?yōu)镕e_xO（x<1）中，若測得某Fe_xO晶體密度為5.71 g·cm^-3，晶胞邊長為4.28X10^-10 m,則Fe_xO中x=_。

Answer 1

【知識點】晶體結構、原子的核外電子排布  E1  E4   E5

【答案解析】（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²（2分）

（2）>；>（各2分）

（3）正四面體；sp³（各1分）

（4）；四（各1分）

 （5）12（2分）（6）0.92（3分）

   解析：：（1）Ti是22號元素，原子核外有22個電子，根據構造原理知Ti基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²
（2）C和B屬于同一周期且C的原子序數大于B，所以電負性C＞B，N原子中2p軌道處于半充滿狀態(tài)，O原子中2p軌道既不是半充滿也不是全空或全滿，所以N原子第一電離能比O原子大。

（3）SO₄^2-中價電子數為：4+1/2(6+2-4×2)=4，且硫酸根離子中不含孤電子對，所以硫酸根離子呈正四面體構型，采用sp³雜化。

(4)仿照兩分子H₃PO₄發(fā)生脫水生成焦磷酸，即可寫出三分子H₃PO₄脫去兩分子H₂O生成三磷酸的結構式。

(5)觀察CaTiO₃的晶體結構發(fā)現Ti⁴⁺在正方體的頂點，O^2-在正方體的面心，所以該晶體中，Ti⁴⁺周圍相緊鄰O^2-數為：3×8×1/2=12.

(6)Fe_xO晶體的晶胞結構為NaCl型，所以每個晶胞中含有4個Fe_xO，利用密度公式得：，解得x=0.92。

【思路點撥】本題考查了晶體結構、原子的核外電子排布等，最后一問難度較大抓住一個晶胞的質量、體積、密度間的關系即可解答。