Question

钛被称为继铁、铝之后的第三金属，其单质及化合物在航天、军事、航海、医疗等领域都有着重要的应用。请回答下列问题：

（1）在元素周期表中，锆元素与钛元素同族，则锆元素位于__区。

（2）TiO₂能溶于浓硫酸并析出一种离子晶体，已知其中阳离子是以链状聚合物形成存在的钛酰阳离子，其结构如图所示，若阳离子所带电荷为+n，则该离子中钛原子数为__。

（3）超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类似，每个Al原子与__个N原子相连，与同一个N原子相连的Al原子构成的立体构型为___，氮化铝晶体属于___晶体。

（4）Ti³⁺可形成配位数为6的两种配合物晶体（一种是紫色，一种是绿色），组成皆为TiCl₃•6H₂O。向含有0.01mol绿色配合物晶体的水溶液中加入过量硝酸银溶液，产生0.02molAgCl沉淀，则绿色配合物晶体的化学式为__。

（5）硼与铝同族，硼酸晶体是片层结构，其中一层的结构如图所示，层内的分子以氢键相连。含1mol硼酸的晶体中有__mol氢键。图中所示最外层已达8原子结构的原子是__（填元素符号），H₃BO₃晶体中B原子个数与极性键个数比为__。

Answer

d 0.5n 4 正四面体 原子晶体 [TiCl（H2O）5]Cl2•H2O 3 O 1：6

【解析】

(1)在元素周期表中钛元素的位置判断；

(2)根据图知，每个Ti原子连接O原子个数=2×=1，即Ti、O原子个数之比为1：1；

(3)根据晶体结构和熔沸点分析判断确定；

(4)根据Cl原子守恒，配合物中外界中有两个氯离子，1氯离子在内界，因为其配位数是5分析组成；

(5)1个硼酸分子形成了6个氢键，但每个氢键是2个硼酸分子共用；硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，每个O原子形成2个共用电子对、每个H原子形成1个共用电子对；H3BO3分子中形成3个B-O键极键、3个O-H极性键。

(1)在元素周期表中，锆元素与钛元素同族，Ti位于第四周期第IVB族，属于d区，所以锆也位于d区；

(2)根据图知，每个Ti原子连接O原子个数=2×=1，即Ti、O原子个数之比为1：1，其化学式为（TiO）x2x+，若阳离子所带电荷为+n，则该阳离子中含有0.5n个Ti原子；

(3)为金刚石晶胞结构，氮化铝晶体与金刚石类似，每个Al原子与4个N原子相连，与同一个N原子相连的Al原子构成的立体构型为正四面体结构，原子晶体熔沸点较高，该晶体熔点很高，所以为原子晶体；

(4)配合物中只有外界的离子能被电离，向含有0.01mol绿色配合物晶体的水溶液中加入过量硝酸银溶液，产生0.02molAgCl沉淀，根据Cl原子守恒知，0.01mol绿色配合物中外界中有两个氯离子，1氯离子在内界，因为其配位数是5，所以有5个水分子位于内界、1个水分子为结晶水分子，所以其化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O；

(5)1个硼酸分子形成了6个氢键，但每个氢键是2个硼酸分子共用，则含1mol硼酸的晶体中有3mol氢键；硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3对共用电子对，每个O原子形成2个共用电子对、每个H原子形成1个共用电子对，图中所示最外层已达8原子结构的原子是O元素；H3BO3分子中形成3个B-O键极键、3个O-H极性键，H3BO3晶体中B原子个数与极性键个数比为1：6。