Question

（共8分）人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后，第四种将被广泛应用的金属被科学家预测为是钛(₂₂Ti)，它被誉为“未来世纪的金属”。

试回答下列问题：

（1）Ti元素的基态原子的价电子层排布图为　　　　　          ；

（2）在Ti的化合物中，可以呈现+2、+3、+4三种化合价，其中以+4价的Ti最为稳定；

①偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图，它的化学式是              ；晶体内与每个“Ti”紧邻的氧原子数为        个。

②已知Ti³⁺可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl₃·6H₂O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：

a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；

b．分别往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀；

c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的2/3。则绿色晶体配合物的化学式为　　　  　   

 

Answer 1

【答案】

1）电子排布图略    (2分)（2）①BaTiO₃      (2分)            6    (2分)

②[TiCl(H₂O)₅]Cl₂ ·H₂O(2分)

【解析】（1）根据构造原理可知钛元素的价电子排布式是3d²4s²，所以价电子排布图为

↑

↑

3d                                       4s

↑↓

 

 （2）根据晶胞的结构示意图可知钛位于顶点上，含有的个数是8×1/8＝1，氧位于棱上，个数是12×1/4＝3，钡位于体心，全部属于该晶胞，所以且化学式为BaTiO₃。以顶点为中心向周围扩展，共有上下、左右和前后，所以有6个氧原子；根据沉淀质量可知绿色晶体配合物电离出的氯离子是紫色晶体电离出的2/3，这说明绿色晶体配合物中能电离的氯原子和不能电离的卤族是2︰1的，所以化学式为[TiCl(H₂O)₅]Cl₂ ·H₂O。