Question

【題目】鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，請回答下列問題：

（1）金紅石(TiO2)是鈦的主要礦物之一，基態Ti原子價層電子的排布圖為__，基態O原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為__形。

（2）以TiO2為原料可制得TiCl4，TiCl4的熔、沸點分別為205K、409K，均高于結構與其相似的CCl4，主要原因是__。

（3）TiCl4可溶于濃鹽酸得H2[TiCl6]，向溶液中加入NH4Cl濃溶液可析出黃色的(NH4)2[TiCl6]晶體。該晶體中微觀粒子之間的作用力有__。

A.離子鍵 B.共價鍵 C.分子間作用力 D.氫鍵 E.范德華力

（4）TiCl4可與CH3CH2OH、HCHO、CH3OCH3等有機小分子形成加合物。上述三種小分子中C原子的VSEPR模型不同于其他分子的是__，該分子中C的軌道雜化類型為__。

（5）TiO2與BaCO3一起熔融可制得鈦酸鋇。

①BaCO3中陰離子的立體構型為__。

②經X射線分析鑒定，鈦酸鋇的晶胞結構如圖所示（Ti4+、Ba2+均與O2-相接觸），則鈦酸鋇的化學式為___。

Answer 1

【答案】 啞鈴形 TiCl4的相對分子質量大于CCl4，分子間作用力更大 AB HCHO sp2 平面三角形 BaTiO3

【解析】

（1）Ti元素為22號元素，其原子的基態電子排布式為[Ar]3d24s2，所以其價電子排布圖為；O是8號元素，基態原子核外電子排布式為1s22s22p4，電子占據的最高能級為2p能級，電子云輪廓為啞鈴形；

（2）TiCl4的熔、沸點分別為205K、409K，與CCl4結構相似，都屬于分子晶體，分子晶體的熔沸點與分子間作用力有關，相對分子質量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高，TiCl4的相對分子質量大于CCl4，分子間作用力更大；

（3）根據轉化過程TiCl4可溶于濃鹽酸得H2[TiCl6]，可看做形成一種酸，所有的酸都屬于共價化合物，向溶液中加入NH4Cl濃溶液可析出黃色的(NH4)2[TiCl6]晶體，可看做酸跟鹽反應生成(NH4)2[TiCl6]，產物中含有銨根離子，根據以上分析，(NH4)2[TiCl6]晶體中含有共價鍵和離子鍵，故答案選AB；

(4) CH3CH2OH和CH3OCH3中的碳原子都是以單鍵形式成鍵，結構與甲烷相似，都是四面體結構，HCHO的碳原子含有碳氧雙鍵，分子中所有在同一平面，為平面三角形，根據構型可知，三個分子中C原子的VSEPR模型不同于其他分子的是HCHO，根據構型可得，該分子中C的軌道雜化類型為sp2雜化；

(5)①BaCO3中陰離子為CO32-，中心原子為碳原子，其價層電子對數=3+=3，碳原子為sp2雜化，該陰離子由4個原子構成，則立體構型為平面三角形；

②根據晶胞圖示，Ti位于晶胞的頂點，Ti的數目=8×=1，Ba原子位于晶胞的內部，數目為1，O原子位于晶胞的棱上，其數目=12×=3，則鈦酸鋇的化學式為BaTiO3。