Question

【题目】钛被称为继铁、铝之后的第三金属，其单质及化合物在航天、军事、航海、医疗等领域都有着重要的应用。请回答下列问题：

（1）基态Ti 原子的价层电子排布图为________________________。

（2）在TiO、TiN、TiS2、TiCl4等化合物中，S、Cl的电负性大小：S________Cl （填“＞”、“＜”或“=”）。O、N 的第一电离能大小为O < N，原因是___________________________。

（3）TiCl4的熔点是-23℃，沸点是136℃，可溶于CCl4，该晶体是_______ 晶体。TiCl4中加入大量水，同时加热，可制得二氧化钛的水合物（TiO2·xH2O），再经焙烧可得TiO2，写出生

成二氧化钛水合物（TiO2·xH2O）的化学方程式_________________________________。

（4）TiO2能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体，已知其中阳离子是以链状聚合物形式存在的钛酰阳离子，其结构如下图1所示，其化学式为_____________。阴离子SO42-中硫原子的杂化方式为______________，写出一种与SO42-互为等电子体的分子_____________。

（5）下图2是钛晶体在空间的一种堆积方式，此堆积方式叫______________，钛原子的配位数为____________。已知：a=0.295 nm，c=0.469nm，则该钛晶体的密度为_________g·cm-3（NA表示阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可）。

Answer 1

【答案】 < N原子的2P轨道为半充满状态，具有较高的稳定性，故不易失去一个电子 分子 TiCl4+ (x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl (TiO)n2n+(或TiO2+) sp3 CCl4(SiCl4等) 六方最密堆积 12

【解析】(1). Ti是22号元素，价层电子排布式为3d24s2，所以价层电子排布图为：，故答案为：；

(2). Cl元素的非金属性比S强，所以Cl的电负性大于S，N元素的价层电子排布式为2s22p3，是一种半充满的稳定结构，具有较高的稳定性，不易失去一个电子，所以第一电离能O < N，故答案为：<；N原子的2P轨道为半充满状态，具有较高的稳定性，故不易失去一个电子；

(3). 由题中信息可知，TiCl4的熔点和沸点较低，可溶于有机溶剂，说明TiCl4是分子晶体，TiCl4中加入大量水的同时加热，发生水解反应生成TiO2·xH2O，反应的化学方程式为：TiCl4+ (x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl，故答案为：分子；TiCl4+ (x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4HCl；

(4). 由图1可知，每个Ti原子连接2个O原子，每个O原子连接2个Ti原子，说明Ti与O原子的个数比为1:1，则该阳离子的化学式为(TiO)n2n+(或TiO2+)，SO42-中硫原子的价层电子对数为：4+=4+0=4，所以硫原子的杂化方式为sp3，SO42-的原子数为5、价层电子数为32，根据等电子体原理，与SO42-互为等电子体的分子有：CCl4、SiCl4等，故答案为：(TiO)n2n+(或TiO2+)；sp3；CCl4(SiCl4等)；

(5). 由图2可知，此堆积方式为六方最密堆积，与Ti原子最近且等距离的Ti原子有12个，所以钛原子的配位数为12，该六棱柱含有的钛原子数为6个，质量为g，六棱柱的体积为cm3，则该钛晶体的密度为 g·cm-3，故答案为：六方最密堆积；12；。