Question

硼酸钛[（TiO）₂（B₂O₅）?4H₂O]是一种高效节能润滑油添加剂，可用硫酸氧钛和硼砂的溶液为原料湿法合成．
（1）基态Ti原子的电子排布式为

 

．
（2）硫酸氧钛中Ti元素的化合价与硼酸钛中相同，且带有2个结晶水．硫酸氧钛的化学式为

 

（3）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离X^m-（含B、O、H三种元素）的球棍模型．如图所示：
①在X^m-中，硼原子轨道的杂化类型有

 

；配位键存在于

 

（填数字）原子之间；m=

 

（填数字）．
②硼砂晶体由Na⁺、X^m-和H₂O构成，硼砂晶体中存在的作用力有

 

（填数字）．
A．离子键         B．共价键          C．金属键           D．氢键         E．范德华力．

Answer 1

考点：原子核外电子排布,配合物的成键情况,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）Ti的原子序数为22，核外有22个电子；
（2）根据化合价的代数和为零计算Ti的化合价，再写出硫酸氧钛的化学式；
（3）①1，3，5，6形成两个共价键代表氧原子，2，4形成三个共价键代表B原子，2号B形成3个键，则B原子为SP²杂化，4号B形成4个键，则B原子为SP³杂化； B一般是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就是配位键，配位键存在4号与5号之间，结合化合价代数和为0的原则判断；
②注意题目要求，钠离子与X^m-形成离子键，结晶水分子间存在氢键和范德华力．

解答： 解：（1）①Ti的原子序数为22，核外有22个电子，其电子排布为[Ar]3d²4s²，故答案为：[Ar]3d²4s²；
（2）设硼酸钛[（TiO）₂（B₂O₅）?4H₂O]中Ti为+x价，则（x-2）×2+3×2+（-2）×5=0，则x=4，即硫酸氧钛中钛为+4价，则硫酸氧钛的化学式为TiOSO₄?2H₂O；
故答案为：TiOSO₄?2H₂O；
（3）①1，3，5，6形成两个共价键代表氧原子，2，4形成三个共价键代表B原子，2号B形成3个键，则B原子为SP²杂化，4号B形成4个键，则B原子为SP³杂化； B一般是形成3个键，4号B形成4个键，其中1个键很可能就是配位键，配位键存在4号与5号之间．观察模型，可知X^m-是（H₄B₄O₉）^m-，依据化合价H为+1，B为+3，O为-2，可得m=2，
故答案为：sp²、sp³；4，5；2；
②钠离子与X^m-形成离子键，结晶水分子间存在氢键和范德华力，故答案为：ADE．

点评：本题考查了电子排布式、化学式、杂化类型的判断、化学键和分子间作用力等，题目难度中等，侧重于基础知识的综合应用的考查．