[题目]钛及其化合物在化工.医药.材料等领域有着广泛的应用.(1)基态钛原子的价电子排布式为 .与钛同周期的元素中.基态原子的未成对电子数与钛相同的有种.(2)钛比钢轻.比铝硬.是一种新兴的结构材料.钛的硬度比铝大的原因是 .(3)在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚.并通入HCl至饱和.可得到配位数为6.组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体.该晶体中两种配体� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。

（1）基态钛原子的价电子排布式为_____________，与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有____________种。

（2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料，钛的硬度比铝大的原因是_________。

（3）在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚，并通入HCl至饱和，可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1：5，则该配合离子的化学式为___________。

（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如图所示。

①组成M的元素中，电负性最大的是_________(填名称)。

②M中碳原子的杂化方式为____________。

③M中不含________(填代号)。

a．π键 b．σ键 c．离子键 d．配位键

（5）金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一。其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。

①A、B、C、D4种微粒，其中氧原子是________(填代号)。

②若A、B、C的原子坐标分别为A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，则D的原子坐标为D(0.19a，____，___)；钛氧键的键长d=______(用代数式表示)。

③若晶胞底边长为a cm，高为c cm，则TiO2晶体的密度为______g/cm3。

【答案】3d24s2 3 Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强 [TiCl(H2O)5]2+ 氧 sp2、sp3 c BD 0.81a 0.5c 0.31×a

【解析】

(5)根据晶胞结构分析，四方晶胞中，顶点粒子占，面上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，晶体化学式为TiO2，O的数目是Ti的两倍，则必有2个氧原子位于晶胞内，晶胞的上、下底面上各有2个氧原子。

(1)钛为22号元素，位于第四周期，基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，基态钛原子未成对电子为3d轨道的2个电子，第四周期中基态原子未成对电子数为2的还有价电子排布为3d84s2的Ni、3d104s24p2的Ge、3d104s24p4的Se共3种，故答案为：3d24s2；3；

(2)Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强，导致钛的硬度比铝大，故答案为：Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强；

(3)配位数为6、组成为TiCl36H2O的绿色晶体，该晶体中两种配体的物质的量之比为1:5，而晶体中只含有3个Cl，所以配体数目多的是H2O，H2O和Cl比值为5:1，所以该配离子的化学式为[TiCl(H2O)5]2+，故答案为：[TiCl(H2O)5]2+；

(4)①M中含有的元素有：Ti、Cl、O、C、H，其中电负性最大的是O，名称为氧元素，故答案为：氧；

②M中C存在单键和双键，前者为sp3杂化，后者为sp2杂化，故答案为：sp2、sp3；

③M中含有共价键，配位键，共价单键为σ键，共价双键中一根为σ键，一根为π键，所以M中不含离子键，故答案为：c；

(5)①根据晶胞结构分析，四方晶胞中，顶点粒子占，面上粒子占，内部粒子为整个晶胞所有，晶体化学式为TiO2，O的数目是Ti的两倍，则有2个氧原子位于晶胞内，晶胞的上、下底面上各有2个氧原子，个数为2+4×=4 ，Ti位于体心和顶点，个数为1+8×=2，则A、B、C、D四种微粒，其中氧原子是B、D，故答案为：BD；

②A、B、C的原子坐标分别为A(0，0，0)、B(0.69a，0.69a，c)、C(a，a，c)，金红石晶胞中，Ti处于体心，体心Ti周围有8个O形成八面体结构，上底面结构为：，中间半层的结构为，l即为钛氧键的键长d，根据上底面结构，d=(a0.69a)×=0.31×a，D处于高的半处所在的平面，根据中间半层的结构分析，l=d=0.31×a，已知D的x坐标为0.19a，则y=a0.19a=0.81a，所以D的坐标为(0.19a，0.81a，0.5c)，故答案为：0.81a；0.5c；0.31×a；

③由①可知，1个晶胞中含2个Ti原子、4个O原子，故1个晶胞的质量=g=g，1个晶胞的体积=acm×acm×ccm=a2ccm3，所以密度ρ==g·cm-3，故答案为：。

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②流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
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