Question

（1）I．圖表法、圖象法是常用的科學(xué)研究方法．
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．
II．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可表達(dá)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”），理由是：______．
（2）．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(lái)世紀(jì)的金屬”．試回答下列問(wèn)題：
I．Ti元素的基態(tài)原子的價(jià)電子層排布式為_(kāi)_____；
II．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；
①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)示意圖如右圖，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_(kāi)_____個(gè)．
②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(guò)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．則綠色晶體配合物的化學(xué)式為_(kāi)_____．

Answer 1

【答案】分析：本題根據(jù)（1）Ⅰ電離能出現(xiàn)突躍為最外層電子全部失去，再失去次外層時(shí)失去電子困難，所需能量增大很多，出現(xiàn)能量突躍；
Ⅱ非金屬元素有相應(yīng)的氫化物，第IVA族的氫化物沸點(diǎn)相對(duì)較低，且沒(méi)有拐點(diǎn)；第ⅥA族元素的沸點(diǎn)出現(xiàn)拐點(diǎn)，且水為特殊點(diǎn)，沸點(diǎn)為100℃，這是因?yàn)樗�分子間有氫鍵，使水沸點(diǎn)升高．
（2）Ⅰ18號(hào)元素氬位于第三周期零族元素，故22號(hào)元素Ti位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，價(jià)電子層結(jié)夠?yàn)?d²4S²
Ⅱ晶胞中個(gè)元素原子的個(gè)數(shù)的計(jì)算，根據(jù)晶胞中每個(gè)原子被共用的情況，若每個(gè)原子被n個(gè)晶胞共用則乘以，再乘以相應(yīng)的原子個(gè)數(shù)，即得到每個(gè)分子中的原子個(gè)數(shù)，得出化學(xué)式；可以知道每個(gè)Ti周圍有3個(gè)O，根據(jù)晶體是重復(fù)出現(xiàn)的，在晶體中還有3個(gè)O關(guān)于Ti對(duì)稱，故晶體中每個(gè)Ti周圍有6個(gè)O；在配合物中的氯原子是不能自由移動(dòng)的，但配離子中可以形成氯離子，氯離子可以與銀離子反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，根據(jù)沉淀情況可以得到有幾個(gè)離子在配合物中和配離子中．
解答：解：（1）I．從圖中可以看出第一、二、三電離能較小，第四電離能出現(xiàn)能級(jí)突躍，說(shuō)明該元素位于IIIA族
  II．第IVA族的氫化物沸點(diǎn)相對(duì)較低，且沒(méi)有拐點(diǎn)，可推斷曲線c為第IVA族的氫化物沸點(diǎn)曲線；  
A點(diǎn)溫度為100℃，說(shuō)明為水，說(shuō)明曲線為第ⅥA族元素的沸點(diǎn)曲線，氧族元素中其它氫化物的沸點(diǎn)不會(huì)高于水，故可選曲線b； A點(diǎn)所示的氫化物是水，由于在水分子間存在氫鍵其沸點(diǎn)高，氧族元素中其它氫化物的沸點(diǎn)不會(huì)高于水．
故答案為：I．IIIA    II．IVA；      b； a點(diǎn)所示的氫化物是水，其沸點(diǎn)高是由于在水分子間存在氫鍵，所以氧族元素中其它氫化物的沸點(diǎn)不會(huì)高于水．
（2）I．Ti位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，價(jià)電子層為3d²4S²
II．①在每個(gè)晶胞中均有一個(gè)Ba原子，四個(gè)Ti原子被四個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞中有一個(gè)Ti，12個(gè)O原子每個(gè)原子均被被四個(gè)晶胞共用，每個(gè)晶胞中含有3個(gè)O原子，故化學(xué)式為BaTiO₃ ，從上圖中晶胞可以看出每個(gè)Ti周圍有3個(gè)O，在晶體中還有3個(gè)O關(guān)于Ti對(duì)稱，故晶體中每個(gè)Ti周圍有6個(gè)O
  ②氯離子可以與銀離子反應(yīng)生成氯化銀白色沉淀，通過(guò)沉淀的質(zhì)量可以推斷出氯離子的含量，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，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O，說(shuō)明紫色晶體中有三個(gè)自由移動(dòng)的氯離子，而綠色晶體中只有2個(gè)自由移動(dòng)的離子，即有一個(gè)氯原子形成了配合物，因?yàn)殁仦?配位，即配合物中須有五個(gè)水，即化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，而紫色晶體的化學(xué)式為[Ti（H₂O）₆]Cl₃
故答案為：I．3d²4S²II．①BaTiO₃6  ②[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了根據(jù)電離能的突躍可以看出元素的位置，位于哪個(gè)族；非金屬元素各個(gè)族的氫化物的沸點(diǎn)變化反推元素在哪一族；知道元素的原子序數(shù)推斷元素的位置及價(jià)層電子排布；根據(jù)晶胞推斷分子式；配合物的外層氯原子是可以形成氯離子的，根據(jù)配位數(shù)的個(gè)數(shù)，可以推斷出配合物的結(jié)構(gòu)．