Question

（1）I．图表法、图象法是常用的科学研究方法．
短周期某主族元素M的电离能情况如图（A）所示．则M元素位于周期表的第______族．
II．图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图象，折线c可表达第______族元素氢化物的沸点的变化规律．不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线--折线a和折线b，你认为正确的是：______（填“a”或“b”），理由是：______．
（2）．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：
I．Ti元素的基态原子的价电子层排布式为______；
II．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右图，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．则绿色晶体配合物的化学式为______．

Answer 1

【答案】分析：本题根据（1）Ⅰ电离能出现突跃为最外层电子全部失去，再失去次外层时失去电子困难，所需能量增大很多，出现能量突跃；
Ⅱ非金属元素有相应的氢化物，第IVA族的氢化物沸点相对较低，且没有拐点；第ⅥA族元素的沸点出现拐点，且水为特殊点，沸点为100℃，这是因为水分子间有氢键，使水沸点升高．
（2）Ⅰ18号元素氩位于第三周期零族元素，故22号元素Ti位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，价电子层结够为3d²4S²
Ⅱ晶胞中个元素原子的个数的计算，根据晶胞中每个原子被共用的情况，若每个原子被n个晶胞共用则乘以，再乘以相应的原子个数，即得到每个分子中的原子个数，得出化学式；可以知道每个Ti周围有3个O，根据晶体是重复出现的，在晶体中还有3个O关于Ti对称，故晶体中每个Ti周围有6个O；在配合物中的氯原子是不能自由移动的，但配离子中可以形成氯离子，氯离子可以与银离子反应生成氯化银白色沉淀，根据沉淀情况可以得到有几个离子在配合物中和配离子中．
解答：解：（1）I．从图中可以看出第一、二、三电离能较小，第四电离能出现能级突跃，说明该元素位于IIIA族
  II．第IVA族的氢化物沸点相对较低，且没有拐点，可推断曲线c为第IVA族的氢化物沸点曲线；  
A点温度为100℃，说明为水，说明曲线为第ⅥA族元素的沸点曲线，氧族元素中其它氢化物的沸点不会高于水，故可选曲线b； A点所示的氢化物是水，由于在水分子间存在氢键其沸点高，氧族元素中其它氢化物的沸点不会高于水．
故答案为：I．IIIA    II．IVA；      b； a点所示的氢化物是水，其沸点高是由于在水分子间存在氢键，所以氧族元素中其它氢化物的沸点不会高于水．
（2）I．Ti位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，价电子层为3d²4S²
II．①在每个晶胞中均有一个Ba原子，四个Ti原子被四个晶胞共用，每个晶胞中有一个Ti，12个O原子每个原子均被被四个晶胞共用，每个晶胞中含有3个O原子，故化学式为BaTiO₃ ，从上图中晶胞可以看出每个Ti周围有3个O，在晶体中还有3个O关于Ti对称，故晶体中每个Ti周围有6个O
  ②氯离子可以与银离子反应生成氯化银白色沉淀，通过沉淀的质量可以推断出氯离子的含量，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，两种晶体的组成皆为TiCl₃?6H₂O，说明紫色晶体中有三个自由移动的氯离子，而绿色晶体中只有2个自由移动的离子，即有一个氯原子形成了配合物，因为钛为6配位，即配合物中须有五个水，即化学式为[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，而紫色晶体的化学式为[Ti（H₂O）₆]Cl₃
故答案为：I．3d²4S²II．①BaTiO₃6  ②[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．
点评：本题考查了根据电离能的突跃可以看出元素的位置，位于哪个族；非金属元素各个族的氢化物的沸点变化反推元素在哪一族；知道元素的原子序数推断元素的位置及价层电子排布；根据晶胞推断分子式；配合物的外层氯原子是可以形成氯离子的，根据配位数的个数，可以推断出配合物的结构．