Question

【題目】鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，制備金屬鈦的一種流程如下：
回答下列問題：
（1）基態鈦原子的價電子排布圖為 ， 其原子核外共有種運動狀態不相同的電子．金屬鈦晶胞如圖1所示，為堆積（填堆積方式）．
（2）已知TiCl4在通常情況下是無色液體，熔點為﹣37℃，沸點為136℃，可知TiCl4為晶體．
（3）納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑，其催化的一個實例如圖2．化合物乙的沸點明顯高于化合物甲，主要原因是 ． 化合物乙中采取sp3雜化的原子的第一電離能由大到小的順序為 ．
（4）硫酸氧鈦晶體中陽離子為鏈狀聚合形式的離子，結構如圖3所示．該陽離子Ti與O的原子數之比為 ， 其化學式為 ．
（5）鈣鈦礦晶體的結構如圖4所示．鈦離子位于立方晶胞的角頂，被個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被個氧離子包圍．鈣鈦礦晶體的化學式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）；22；六方最密
（2）分子
（3）化合物乙分子間形成氫鍵；N＞O＞C
（4）1：1；TiO2+（或[TiO]n2n+）
（5）6；12；CaTiO3
【解析】解：（1）Ti原子價電子為3d、4s電子，3d能級上有2個電子、4s能級上有2個電子，其價電子排布圖為 ；原子核外有幾個電子其電子就有幾種運動狀態，Ti原子核外有22個電子，所以其原子核外電子有22種運動狀態；該晶體為六方最密堆積，故答案為： ；22；六方最密；（2）分子晶體熔沸點較低，該物質熔沸點較低，屬于分子晶體，故答案為：分子；（3）氫鍵的存在導致物質熔沸點升高，乙中含有氫鍵、甲不含氫鍵，所以化合物乙熔沸點高于甲；能形成sp3雜化的原子有C、N、O元素，同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能N＞O＞C，故答案為：化合物乙分子間形成氫鍵；N＞O＞C；（4）每個O原子被兩個Ti原子共用、每個Ti原子被兩個O原子共用，利用均攤法計算二者原子個數之比為1：1；Ti元素為+4價、O元素為﹣2價，據此書寫其化學式為，故答案為：1：1；TiO2+（或[TiO]n2n+）；（5）鈦離子位于立方晶胞的角頂，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個氧離子包圍；每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個，晶胞的12個邊長上各有一個氧原子，根據均攤原則，每個晶胞實際占有氧原子數目為12× =3，則晶胞的化學式為CaTiO3 ， 故答案為：6；12；CaTiO3 ． （1）Ti原子價電子為3d、4s電子，3d能級上有2個電子、4s能級上有2個電子；原子核外有幾個電子其電子就有幾種運動狀態；該晶體為六方最密堆積；（2）分子晶體熔沸點較低；（3）氫鍵的存在導致物質熔沸點升高；同一周期元素，元素第一電離能隨著原子序數增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素；（4）每個O原子被兩個Ti原子共用、每個Ti原子被兩個O原子共用，利用均攤法計算二者原子個數之比；Ti元素為+4價、O元素為﹣2價，據此書寫其化學式；（5）鈦離子位于立方晶胞的角頂，被6個氧離子包圍成配位八面體；鈣離子位于立方晶胞的體心，被12個氧離子包圍；每個晶胞中鈦離子和鈣離子均為1個，晶胞的12個邊長上各有一個氧原子，根據均攤原則計算各原子個數，從而確定化學式．