Question

2000年在河南發現世界級特大金紅石(含TiO₂)礦床。這一發現對我國具有重大的意義，因為鈦及其合金有著突出的性能，是“21世紀的金屬”。

(1)鈦元素的同位素有：、、、、。下列說法中正確的是（   ）

A.據此可計算出鈦元素的相對原子質量為48

B.鈦元素的五種同位素化學性質均不相同

C.鈦元素在元素周期表中位于第四周期

D.鈦與₂₆Fe同為第Ⅷ族元素

(2)TiO₂是高級的白色顏料，它的制取方法如下：

第一步：使鈦鐵礦與硫酸反應，FeTiO₃+2H₂SO₄TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O，此時，鈦鐵礦中的Fe₂O₃也與H₂SO₄發生反應，可加入鐵屑使將生成的Fe³⁺還原成Fe²⁺。寫出此還原過程的離子反應方程式：______________________________________________________。

第二步：水解，TiOSO₄+2H₂OTiO₂·H₂O+H₂SO₄  ΔH＞0。

制TiO₂的關鍵是第二步水解反應。為使第二步水解反應進行得更完全，可采用下列_______措施。

A.加酸           B.加堿           C.加熱           D.加壓

(3)最近發現一種由鈦原子和碳原子構成的氣態團簇分子，如下圖所示，頂點和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子。則它的化學式為__________________________。

Answer 1

解析：(1)鈦元素的各同位素在自然界中的含量不知道，無法計算出鈦元素的相對原子質量，A項說法錯誤。同一元素的各同位素化學性質幾乎完全相同，B項說法錯誤。鈦元素的原子序數為22，核外電子排布式是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，顯然位于第四周期d區ⅣB族，C項說法正確，D項說法錯誤。(2)鐵屑將Fe³⁺還原成Fe²⁺的離子方程式為2Fe³⁺+Fe3Fe²⁺。第二步水解產生酸并吸熱，加堿和加熱都能促進水解的進行。(3)圖示為氣態團簇分子而非晶胞，不用切割法推算，只需數一數鈦原子和碳原子的個數即可得到其分子式為Ti₁₄C₁₃。

答案：(1)C

(2)2Fe³⁺+Fe3Fe²⁺　BC

(3)Ti₁₄C₁₃