Question

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。

（1）写出Ti基态原子的电子排布                      。

（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。则电负性C     B（选填“>”“<”），第一电离能N>O，原因是                  。

（3）月球岩石·玄武岩的主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃）。FeTiO₃与80％的硫酸反应可生成TiOSO₄。SO^2—₄的空间构型为     ，其中硫原子采用     杂化，氧原子的价电子排布图为      ，任意写出一种SO^2—₄的等电子体       。

（4）将TiOSO₄的稀溶液加热水解后，经进一步反应，可得到钛的某种氧化物。该氧化物的晶胞结构图如图所示。则该氧化物的化学式        （图中钛原子用“O”表示。氧原子用“O”表示）

 

Answer 1

【答案】

（8分,每空1分）（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²

（2）＞；N原子中2p轨道处于半充满状态比较稳定，故第一电离能N＞O

（3）正四面体形；sp³；；ClO₄^－或S₂O₃^2－或PO₄^3－   （4）TiO₂

【解析】

试题分析：（1）Ti的原子序数是22，所以根据构造原理可知Ti基态原子的电子排布是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²。

（2）非金属性越强，电负性越大。碳元素的非金属性强于B的，所以碳的电负性强于B的；非金属性越强，第一电离能越强，但由于N原子中2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能是N＞O。

（3）根据价层电子对互斥理论可知，SO₄^2－中中心原子S原子含有的孤对电子对数＝（6＋2－4×2）÷2＝0，所以SO₄^2－的空间构型为正四面体形；其中硫原子采用sp³杂化.氧原子的原子序数是8，所以根据洪特规则和泡利原理可知，其氧原子的价电子排布图为；原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，所以与SO₄^2－互为等电子体的是ClO₄^－或S₂O₃^2－或PO₄^3－。

（4）根据晶胞的结构可知，氧原子的个数＝8×＝4个，钛原子的个数＝8×＋1＝2个，因此该晶体的化学式是TiO₂。

考点：考查核外电子排布；电负性与第一电离能比较；分子的空间构型、杂化轨道、等电子体以及晶体化学式的判断等