Question

【题目】钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，工业上将TiO2与焦炭混合，通入Cl2高温下制得TiCl4；再将TiCl4提纯后，在氩气保护下与镁高温反应制得Ti。其反应如下：

①TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO

②TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2

回答下列问题：

(1)Ti元素原子的价电子排布式为____________________；

(2)写出与CO互为等电子体的分子_________________；

(3)已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃；TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体．

①TiCl4为______化合物(填“离子”或“共价”)；

②TiCl4分子为正四面体形，则Ti为___________杂化．

③TiCl4在潮湿空气中水解的化学方程式是____________________；

④TiCl2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是__________(填操作名称)。

(4)配离子[TiCl(H2O)5]2+的中心离子化合价为_______，中心离子配位数为_______。

Answer 1

【答案】3d24s2 N2 共价 sp3 TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl 蒸馏 +3 6

【解析】

(1)Ti的原子序数为22，位于周期表中的第四周期第ⅣB族；

(2)等电子体中原子数和价电子数都相同；

(3)①根据题目中提供的物理性质来判断晶体类型从而判断化合物类型；

②可根据分子的构型来判断杂化方式；

③TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾，同时产生H2TiO3固体，据此写出方程；

④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是在氯化氢有氛围中蒸馏；

(4)配离子[TiCl(H2O)5]2+中Cl-、H2O含有孤对电子对是配体，根据离子电荷判断中心离子Tin+的电荷；根据配体数目判断配位数。

(1)Ti的原子序数为22，位于周期表中的第四周期第ⅣB族，其电子排布为[Ar]3d24s2，所以Ti元素原子的价电子排布式为3d24s2；

(2)等电子体中原子数和价电子数都相同，则N2、CN-、CO的原子数都是2，价电子数都是10，则互为等电子体，故互为等电子体的分子是N2；

(3)①已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，由此可判断TiCl4是由共价键结合的分子；

②TiCl4分子为正四面体形，Ti和Cl形成4个δ键，所以Ti为sp3杂化；

③TiCl4在潮湿空气中易水解产生白雾说明生成HCl，同时产生H2TiO3固体，所以其反应方程式为：TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl；

④TiO2、Cl2和C反应制得的TiCl4最好的提纯方法是在氯化氢有氛围中蒸馏；

(4)配离子[TiCl(H2O)5]2+的中心离子所带的电荷2+1=3，故中心离子为Ti3+，中心离子Ti3+的化合价为+3价，Cl-、H2O含有孤对电子对是配体，配位数是6。