Question

【題目】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+6C2TiCl4+2FeCl3+6CO； TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO

將TiCl4蒸餾并提純，在氬氣保護下與鎂共熱得到鈦：TiCl4+2MgTi+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）基態鈦原子的價電子排布式為__________________。

（2）與CO互為等電子體的離子為__________（填化學式）。

（3）在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，碳原子采取sp雜化的分子有__________ 。

(4) C60用做比金屬及其合金更為有效的新型吸氫材料，其分子結構中每一個C原子皆為SP2雜化，含多個σ鍵和π鍵，36gC60最多可以吸收標準狀況下的氫氣____________L。

（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__________________ ；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 _______________ 。

（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下圖所示，則其中Ti4+的配位數為__________。

Answer 1

【答案】（1）3d24s2（2） CN-（或NO+、C22-） CO2（4）分子

（5）產生白色沉淀 [Co (NH3)5SO4]Br（6） 6

【解析】試題分析：（1）鈦為22號元素，基態電子排布式為：[Ar]3d24s2，則基態鈦原子的價電子排布式為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+．C22-)；

（3）在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，分子構型分別為四面體形、平面正六邊形、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sp雜化的分子有CO2；

（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；

（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；

（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。