Question

5．鈦呈銀白色，因它堅硬、強度大、耐熱、密度小，被稱為高技術金屬．目前生產鈦采用氯化法，即將金紅石或鈦鐵礦與焦炭混合，通入氯氣并加熱制得TiCl₄：
2FeTiO₃+7Cl₂+6C$\frac{\underline{\;1173K\;}}{\;}$2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；  TiO₂+2Cl₂+2C$\frac{\underline{\;1173K\;}}{\;}$TiCl₄+2CO
將TiCl₄蒸餾并提純，在氬氣保護下與鎂共熱得到鈦：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;1220～1420K\;}}{\;}$Ti+2MgCl₂
MgCl₂和過量Mg用稀鹽酸溶解后得海綿狀鈦，再在真空熔化鑄成鈦錠．請回答下列問題：
（1）基態(tài)鈦原子的價電子排布式為3d²4s²．
（2）與CO互為等電子體的離子為CN^-（或NO⁺、C₂^2-）（填化學式）．
（3）在CH₂Cl₂、C₆H₆、CO₂、C₂H₄中，碳原子采取sp¹雜化的分子有CO₂．
（4）TiCl₄在常溫下是無色液體，在水或潮濕空氣中易水解而冒白煙．則TiCl₄屬于分子（填“原子”、“分子”或“離子”）晶體．
（5）與鈦同周期的另一種元素鈷（Co）可形成分子式均為Co（NH₃）₅BrSO₄的兩種配合物，其中一種化學式為[Co（NH₃）₅Br]SO₄，往其溶液中加BaCl₂溶液時，現象是產生白色沉淀；往另一種配合物的溶液中加入BaCl₂溶液時，無明顯現象，若加入AgNO₃溶液時，產生淡黃色沉淀，則第二種配合物的化學式為）[Co（NH₃）₅SO₄]Br．
（6）在自然界中TiO₂有金紅石、板鈦礦、銳鈦礦三種晶型，其中金紅石的晶胞如右圖所示，則其中Ti⁴⁺的配位數為6．

Answer 1

分析 （1）根據構造原理，由原子序數即可寫出基態(tài)原子的電子排布式，進而可寫出價電子排布式；
（2）根據等電子體的概念寫出符合題目要求的等電子體；
（3）可根據分子的構型來判斷碳的雜化方式，四面體形屬于sp³雜化，平面形中的碳屬于sp²雜化，直線形中的碳屬于sp雜化；
（4）根據題目中提供的物理性質來判斷晶體類型；
（5）絡合物由內界和外界組成，絡合物溶于水發(fā)生電離生成內界離子（絡離子）和外界離子，與BaCl₂或AgNO₃溶液反應的離子肯定為外界離子，由此可判斷絡合物的組成；
（6）觀察晶胞，數數Ti周圍距離最近的O的個數即為Ti的配位數．

解答 解：（1）鈦為22號元素，基態(tài)電子排布式為：[Ar]3d²4s²，則基態(tài)鈦原子的價電子排布式為3d²4s²，故答案為：3d²4s²；   
（2）CO為雙原子分子，價電子總數為10，則CO的等電子體為離子的為：CN^-（或NO⁺．C₂^2-），故答案為：CN^-（或NO⁺．C₂^2-）；
（3）在CH₂Cl₂．HCHO．CO₂．C₂H₄中，分子構型分別為四面體形、平面三角形、直線形、平面形，所以碳原子的雜化方式分別為sp³、sp²、sp、sp²雜化，采取sp²雜化的分子有HCHO、C₂H₄，故答案為：HCHO、C₂H₄；
（4）因TiCl₄在常溫下是無色液體，說明熔點低，在水或潮濕空氣中易水解而冒白煙，說明鈦離子為弱堿陽離子，由此可判斷 TiCl₄是由共價鍵結合的分子，晶體類型屬于分子晶體．故答案為：分子；   
（5）由[Co（NH₃）₅Br]SO₄可知，硫酸根離子為配合物的外界，在水溶液中以離子形式存在，所以會與鋇離子結合成白色沉淀．加入BaCl₂溶液時，無明顯現象，說明硫酸根離子在內界，若加入AgNO₃溶液時，產生淡黃色沉淀，說明溴離子在外界，因此另一配合物的化學式為[Co （NH₃）₅SO₄]Br．
故答案為：產生白色沉淀；[Co （NH₃）₅SO₄]Br；
（6）觀察晶胞結構，可知每個鈦周圍距離最近的氧原子有6個，即鈦的配位數為6，故答案為：6．

點評 本題考查了電子排布式的書寫、等電子體原理、雜化類型的判斷、配合物的組成及性質、晶體類型的判斷及晶體結構等知識．這些都是高考的熱點，是物質結構和性質的核心，應熟練掌握．本題易錯點是沒注意題目要求，如價電子排布式寫成了基態(tài)原子的電子排布式，等電子體要求寫離子，容易把分子也寫上．