Question

钛呈银白色，因它坚硬、强度大、耐热、密度小，被称为高技术金属。目前生产钛采用氯化法，即将金红石或钛铁矿与焦炭混合，通入氯气并加热制得TiCl₄：

2FeTiO₃+7Cl₂+6C2TiCl₄+2FeCl₃+6CO；  TiO₂+2Cl₂+2CTiCl₄+2CO 

将TiCl₄蒸馏并提纯，在氩气保护下与镁共热得到钛：TiCl₄+2MgTi+2MgCl₂

MgCl₂和过量Mg用稀盐酸溶解后得海绵状钛，再在真空熔化铸成钛锭。请回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布式为__________________。

（2）与CO互为等电子体的离子为__________（填化学式）。

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

(4) C₆₀用做比金属及其合金更为有效的新型吸氢材料，其分子结构中每一个C原子皆为SP²杂化，含多个σ键和π键，36gC₆₀最多可以吸收标准状况下的氢气____________L。

（5）与钛同周期的另一种元素钴(Co)可形成分子式均为Co(NH₃)₅BrSO₄的两种配合物，其中一种化学式为[Co(NH₃)₅Br]SO₄，往其溶液中加BaCl₂溶液时，现象是__________________ ；往另一种配合物的溶液中加入BaCl₂溶液时，无明显现象，若加入AgNO₃溶液时，产生淡黄色沉淀，则第二种配合物的化学式为 _______________ 。

（6）在自然界中TiO₂有金红石、板钛矿、锐钛矿三种晶型，其中金红石的晶胞如下图所示，则其中Ti⁴⁺的配位数为__________。

Answer

（1）3d24s2（2） CN-（或NO+、C22-） CO2（4）分子

（5）产生白色沉淀 [Co (NH3)5SO4]Br（6） 6

【解析】试题分析：（1）钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d24s2，则基态钛原子的价电子排布式为3d24s2；

（2）CO为双原子分子，价电子总数为10，则CO的等电子体为离子的为：CN-(或NO+．C22-)；

（3）在CH2Cl2、C6H6、CO2、C2H4中，分子构型分别为四面体形、平面正六边形、直线形、平面形，所以碳原子的杂化方式分别为sp3、sp2、sp、sp2杂化，采取sp杂化的分子有CO2；

（4）因TiCl4在常温下是无色液体，说明熔点低，在水或潮湿空气中易水解而冒白烟，说明钛离子为弱碱阳离子，由此可判断 TiCl4是由共价键结合的分子，晶体类型属于分子晶体；

（5）由[Co(NH3)5Br]SO4可知，硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合成白色沉淀．加入BaCl2溶液时，无明显现象，说明硫酸根离子在内界，若加入AgNO3溶液时，产生淡黄色沉淀，说明溴离子在外界，因此另一配合物的化学式为[Co (NH3)5SO4]Br；

（6）观察晶胞结构，可知每个钛周围距离最近的氧原子有6个，即钛的配位数为6。

【考点定位】考查电子排布式的书写、等电子体原理、杂化类型的判断、配合物的组成及性质、晶体类型的判断及晶体结构

【名师点晴】该题为高频考点，所涉及的知识点都是高考的热点，是物质结构和性质的核心，应熟练掌握。由价层电子特征判断分子立体构型：判断时需注意以下两点：（1）价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型，而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型，不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时，两者的构型一致；②当中心原子有孤电子对时，两者的构型不一致。（2）价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型，但不能解释分子的成键情况，杂化轨道理论能解释分子的成键情况，但不能预测分子的几何构型。本题易错点是没注意题目要求，如价电子排布式写成了基态原子的电子排布式，等电子体要求写离子，容易把分子也写上。