Question

【题目】钛、镍、铅单质及其化合物在工业生产中有广泛的应用。回答下列问题：

(1)Ti3+的价电子排布式为____，Ti3+的还原性常用于钛含量的测定。将某含钛试样溶解于强酸溶液中生成TiO2+，加入铝片将TiO2+转化为Ti3+，该反应的离子方程式为_____，然后以NH4SCN溶液作指示剂，用FeCl3标准溶液滴定。可见，Fe3+先与____反应(填“Ti3+”或“SCN－”)。

(2)已知：

物质	性 质
TiC	质硬，熔点：3140℃，沸点：4820℃
TiCl4	熔点：－25℃，沸点：136.4℃，具有挥发性

TiC的熔沸点明显高于TiCl4的原因为______________。

(3)乙二胺四乙酸(俗名EDTA)结构如图，

是代表性的螯合剂，分子中可作为配位原子的是________(填元素符号，下同)，第一电离能最大的元素是_________。EDTA可与Ni2+、Ca2+、Pb2+等离子形成配合物，可用Na2[Ca(EDTA)] 治疗铅中毒，其离子方程式为_______________。

(4)图甲是LaNi5晶体示意图，该结构由两种不同的原子层组成，第一层填入由组成的正三角形空穴中心，第二层完全由组成，具有平面六方对称性，原子数目等于第一层的和数目的总和，这两层交替排列形成LaNi5晶体。图乙是LaNi5的六方晶胞，图乙中代表____(填“La”或“Ni”)原子。该LaNi5晶体的密度为_______gcm－3(列出计算式。NA为阿伏加德罗常数的值，LaNi5摩尔质量为M gmol－1)。图乙晶胞中原子坐标参数A为(0,0,0)，B为(，，)，则C点的原子坐标参数为__________。

Answer 1

【答案】3d1 3TiO2++Al+6H+＝3Ti3++Al3++3H2O Ti3+ TiC为原子晶体，TiCl4为分子晶体，共价键的键能高于分子间作用力 N、O N [Ca(EDTA)] 2－+ Pb2+＝[Pb(EDTA)] 2－+ Ca2+ La (，，0)

【解析】

根据原子核外电子排布书写离子价电子排布式，根据晶体类型分析物质熔沸点差异原因，结合原子半径和全满、半满规律判断电离能大小，根据均摊法及立体几何知识进行相关计算。

(1)Ti的核外电子排布式为[Ar]3d24s2，Ti失去3个电子变成Ti3+，则Ti3+的价电子排布式为3d1，由题干信息，某含钛试样溶解于强酸溶液中生成TiO2+，加入铝片将TiO2+转化为Ti3+，Al转化为Al3+，则离子反应方程式为3TiO2++Al+6H+＝3Ti3++Al3++3H2O，然后以NH4SCN溶液作指示剂，用FeCl3标准溶液滴定，说明Fe3+先于Ti3+反应，加入的最后一滴FeCl3标准溶液与SCN-反应生成红色络合物，故答案为：3d1；3TiO2++Al+6H+＝3Ti3++Al3++3H2O；Ti3+；

(2)根据表格数据分析可知，TiC为原子晶体，TiCl4为分子晶体，由于共价键的键能远远高于分子间作用力，因此TiC的熔沸点明显高于TiCl4，故答案为：TiC为原子晶体，TiCl4为分子晶体，共价键的键能高于分子间作用力；

(3)根据EDTA的结构分析壳子，分子中N原子和O原则含有孤对电子，可作配位原子，由于N原子的2p轨道处于2p3的半充满结构，更不易失去电子，第一电离能更大，EDTA可与Ni2+、Ca2+、Pb2+等离子形成配合物，因此用Na2[Ca(EDTA)]治疗铅中毒时，发生反应[Ca(EDTA)]2－+Pb2+＝[Pb(EDTA)]2－+Ca2+，故答案为：N、O；N；[Ca(EDTA)]2－+Pb2+＝[Pb(EDTA)]2－+Ca2+；

(4)图乙的晶胞为六方晶胞，其8个顶点的原子平均有八分之一(其中4个占六分之一、另外4个占十二分之一)属于该晶胞，面上的原子有二分之一属于该晶胞，故其中含有的数目为，含有的数目为，两者个数之比为5：1，则代表La原子，图乙晶胞中，一个晶胞中含有1个LaNi5，则晶胞的质量为，一个晶胞的体积为，则晶胞的密度，图乙晶胞中原子坐标参数A为(0,0,0)，B为(，，)，则C点的原子坐标参数为(，，0)，故答案为：La；；(，，0)。