Question

【題目】鈦及其化合物被廣泛應用于飛機、火箭、衛星、艦艇、醫療以及石油化工等領域。

（1）Ti的基態原子的電子排布式為________。

（2）已知TiC在碳化物中硬度最大，工業上一般在真空和高溫（>1800℃）條件下用C還原TiO2制取TiC： TiO2+3CTiC+2CO↑。該反應中涉及的元素按電負性由大到小的順序排列為_____________；根據所給信息，可知TiC是________晶體。

（3）鈦的化合物TiCl4，熔點為-24℃，沸點為136.4℃，常溫下是無色液體，可溶于甲苯和氯代烴。

①固態TiCl4屬于________晶體，其空間構型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為__________。

②TiCl4遇水發生劇烈的非氧化還原反應，生成兩種酸，反應的化學方程式為_________

③用鋅還原TiCl4的鹽酸溶液，經后續處理可制得綠色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O.該配合物中含有化學鍵的類型有_________、__________。

（4）鈦的一種氧化物是優良的顏料，該氧化物的晶胞如右圖所示：

該氧化物的化學式為________；在晶胞中Ti原子的配位數為_______，若晶胞邊長為a nm,NA為阿伏伽德羅常數的數值，列式表示氧化鈦晶體的密度：___________g/cm3。

Answer 1

【答案】 1s22s23s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2） O>C>Ti 原子 分子 sp3 TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl 共價鍵 離子鍵 TiO2 6

【解析】（1）Ti的質子數是22，基態原子的電子排布式為1s22s23s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2）。（2）非金屬性越強，電負性越大，則該反應中涉及的元素按電負性由大到小的順序排列為O>C>Ti；根據所給信息TiC在碳化物中硬度最大，這說明TiC是原子晶體。（3）①鈦的化合物TiCl4，熔點為-24℃，沸點為136.4℃，因此固態TiCl4屬于分子晶體，其空間構型為正四面體，則鈦原子的雜化方式為sp3。②TiCl4遇水發生劇烈的非氧化還原反應，生成兩種酸，根據原子守恒應該是鹽酸和鈦酸，反應的化學方程式為TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl；③配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有化學鍵的類型有離子鍵和共價鍵。（4）氧原子個數＝4×1/2＋2=4，Ti原子個數＝1＋8×1/8=2，所以該氧化物的化學式為TiO2；在晶胞中Ti原子的配位數為6。若晶胞邊長為a nm，NA為阿伏伽德羅常數的數值，氧化鈦晶體的密度＝g/cm3。