Question

（共8分）人類在使用金屬的歷史進程中，經歷了銅、鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應用的金屬被科學家預測為是鈦(₂₂Ti)，它被譽為“未來世紀的金屬”。

試回答下列問題：

（1）Ti元素的基態原子的價電子層排布圖為　　　　　         ；

（2）在Ti的化合物中，可以呈現+2、+3、+4三種化合價，其中以+4價的Ti最為穩定；

①偏鈦酸鋇的熱穩定性好，介電常數高，在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應用。偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結構示意圖如圖，它的化學式是             ；晶體內與每個“Ti”緊鄰的氧原子數為       個。

②已知Ti³⁺可形成配位數為6的配合物。現有含鈦的兩種顏色的晶體，一種為紫色，另一種為綠色，但相關實驗證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃·6H₂O。為測定這兩種晶體的化學式，設計了如下實驗：

a．分別取等質量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液；

b．分別往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀；

c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的2/3。則綠色晶體配合物的化學式為　　　  　   

 

Answer 1

1）電子排布圖略    (2分)（2）①BaTiO₃     (2分)           6    (2分)

②[TiCl(H₂O)₅]Cl₂ ·H₂O(2分)

解析:（1）根據構造原理可知鈦元素的價電子排布式是3d²4s²，所以價電子排布圖為

↑

↑

3d                                      4s

↑↓

 

 （2）根據晶胞的結構示意圖可知鈦位于頂點上，含有的個數是8×1/8＝1，氧位于棱上，個數是12×1/4＝3，鋇位于體心，全部屬于該晶胞，所以且化學式為BaTiO₃。以頂點為中心向周圍擴展，共有上下、左右和前后，所以有6個氧原子；根據沉淀質量可知綠色晶體配合物電離出的氯離子是紫色晶體電離出的2/3，這說明綠色晶體配合物中能電離的氯原子和不能電離的鹵族是2︰1的，所以化學式為[TiCl(H₂O)₅]Cl₂ ·H₂O。