Question

Ⅰ．圖表法、圖象法是常用的科學(xué)研究方法．
（1）短周期某主族元素M的電離能情況如圖A所示．則M元素位于周期表的第

 

族．
（2）圖B是研究部分元素的氫化物的沸點(diǎn)變化規(guī)律的圖象，折線c可以表達(dá)出第

 

族元素氫化物的沸點(diǎn)的變化規(guī)律．不同同學(xué)對(duì)某主族元素氫化物的沸點(diǎn)的變化趨勢(shì)畫出了兩條折線--折線a和折線b，你認(rèn)為正確的是

 

（填“a”或“b”）．

Ⅱ．人類在使用金屬的歷史進(jìn)程中，經(jīng)歷了銅、鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應(yīng)用的金屬被科學(xué)家預(yù)測(cè)為是鈦（₂₂Ti），它被譽(yù)為“未來世紀(jì)的金屬”．試回答下列問題：
（3）Ti元素的基態(tài)原子的價(jià)電子層排布式為

 

．
（4）在Ti的化合物中，可以呈現(xiàn)+2、+3、+4三種化合價(jià)，
其中以+4價(jià)的Ti最為穩(wěn)定；偏鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖C，它的化學(xué)式是

 

；晶體內(nèi)與每個(gè)“Ti”緊鄰的氧原子數(shù)為

 

個(gè)．
（5）已知Ti³⁺可形成配位數(shù)為6的配合物．現(xiàn)有含鈦的兩種顏色的晶體，一種為紫色，另一種為綠色，但相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O．為測(cè)定這兩種晶體的化學(xué)式，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
a．分別取等質(zhì)量的兩種配合物晶體的樣品配成待測(cè)溶液；
b．分別往待測(cè)溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀；
c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

2

3

．
則綠色晶體配合物的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用,同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,原子核外電子排布,配合物的成鍵情況

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：Ⅰ（1）因第三和第四電離能之間發(fā)生突變，所以該元素最外層有3個(gè)電子，在ⅢA族；
（2）線c逐漸上升，表明沒有氫鍵的影響，是第ⅣA族元素氫化物的沸點(diǎn)變化規(guī)律；A點(diǎn)所示的氫化物是水，其沸點(diǎn)高是由于水分子間存在氫鍵，所以氧族元素中其他氫化物的沸點(diǎn)不會(huì)高于水；
Ⅱ（3）鈦元素原子核外電子數(shù)為22，由能量最低原理書寫基態(tài)原子的電子排布式，進(jìn)而書寫價(jià)電子排布，
（4）利用均攤法計(jì)算晶胞中各種原子的數(shù)目之比，據(jù)此確定化學(xué)式；
晶胞中Ti位于頂點(diǎn)，與之最近的O原子處于棱中心上，與頂點(diǎn)Ti原子成對(duì)稱結(jié)構(gòu)；
（5）Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測(cè)溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

2

3

，可知紫色晶體中含3個(gè)氯離子，綠色晶體中含2個(gè)氯離子．

解答： 解：（1）因第三和第四電離能之間發(fā)生突變，所以該元素最外層有3個(gè)電子，處于ⅢA族，
故答案為：ⅢA；
（2）線c逐漸上升，表明沒有氫鍵的影響，是第ⅣA族元素氫化物的沸點(diǎn)變化規(guī)律．A點(diǎn)所示的氫化物是水，其沸點(diǎn)高是由于水分子間存在氫鍵，所以氧族元素中其他氫化物的沸點(diǎn)不會(huì)高于水，故b正確，
故答案為：ⅣA；b；A點(diǎn)所示的氫化物是水，其沸點(diǎn)高是由于水分子間存在氫鍵，所以氧族元素中其他氫化物的沸點(diǎn)不會(huì)高于水．
Ⅱ（3）鈦元素的原子序數(shù)為22，基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²（或[Ar]3d²4s²），₂₂Ti元素基態(tài)原子的價(jià)電子層排布式為3d²4s²，
故答案為：3d²4s²；
（4）晶胞中Ba、Ti、O原子的數(shù)目之比=1：（8×

1

8

）：（12×

1

2

）=1：1：3，則分子式為BaTiO₃，
晶胞中Ti位于頂點(diǎn)，與之最近的O原子處于棱中心上，與頂點(diǎn)Ti原子成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故故晶體中每個(gè)Ti周圍有6個(gè)O原子，
故答案為：BaTiO₃；6；
（5）Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測(cè)溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

2

3

，可知紫色晶體中含3個(gè)氯離子，綠色晶體中含2個(gè)氯離子，即綠色晶體的化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，題目比較綜合，難度中等，側(cè)重考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)圖表分析，注意理解電離能與化合價(jià)關(guān)系、配合物中內(nèi)外界的劃分．