Question

【题目】钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。

（1）Ti的基态原子的电子排布式为________。

（2）已知TiC在碳化物中硬度最大，工业上一般在真空和高温（>1800℃）条件下用C还原TiO2制取TiC： TiO2+3CTiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为_____________；根据所给信息，可知TiC是________晶体。

（3）钛的化合物TiCl4，熔点为-24℃，沸点为136.4℃，常温下是无色液体，可溶于甲苯和氯代烃。

①固态TiCl4属于________晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为__________。

②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，反应的化学方程式为_________

③用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O.该配合物中含有化学键的类型有_________、__________。

（4）钛的一种氧化物是优良的颜料，该氧化物的晶胞如右图所示：

该氧化物的化学式为________；在晶胞中Ti原子的配位数为_______，若晶胞边长为a nm,NA为阿伏伽德罗常数的数值，列式表示氧化钛晶体的密度：___________g/cm3。

Answer 1

【答案】 1s22s23s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2） O>C>Ti 原子 分子 sp3 TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl 共价键 离子键 TiO2 6

【解析】（1）Ti的质子数是22，基态原子的电子排布式为1s22s23s23p63d24s2（或[Ar]3d24s2）。（2）非金属性越强，电负性越大，则该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为O>C>Ti；根据所给信息TiC在碳化物中硬度最大，这说明TiC是原子晶体。（3）①钛的化合物TiCl4，熔点为-24℃，沸点为136.4℃，因此固态TiCl4属于分子晶体，其空间构型为正四面体，则钛原子的杂化方式为sp3。②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应，生成两种酸，根据原子守恒应该是盐酸和钛酸，反应的化学方程式为TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl；③配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中含有化学键的类型有离子键和共价键。（4）氧原子个数＝4×1/2＋2=4，Ti原子个数＝1＋8×1/8=2，所以该氧化物的化学式为TiO2；在晶胞中Ti原子的配位数为6。若晶胞边长为a nm，NA为阿伏伽德罗常数的数值，氧化钛晶体的密度＝g/cm3。