Question

（1）I．圖表法、圖象法是常用的科學研究方法．
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變化規律的圖象，折線c可表達第______族元素氫化物的沸點的變化規律．不同同學對某主族元素氫化物的沸點的變化趨勢畫出了兩條折線--折線a和折線b，你認為正確的是：______（填“a”或“b”），理由是：______．
（2）．人類在使用金屬的歷史進程中，經歷了銅、鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應用的金屬被科學家預測為是鈦（₂₂Ti），它被譽為“未來世紀的金屬”．試回答下列問題：
I．Ti元素的基態原子的價電子層排布式為______；
II．在Ti的化合物中，可以呈現+2、+3、+4三種化合價，其中以+4價的Ti最為穩定；
①偏鈦酸鋇的熱穩定性好，介電常數高，在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結構示意圖如右圖，它的化學式是______；晶體內與每個“Ti”緊鄰的氧原子數為______個．
②已知Ti³⁺可形成配位數為6的配合物．現有含鈦的兩種顏色的晶體，一種為紫色，另一種為綠色，但相關實驗證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O．為測定這兩種晶體的化學式，設計了如下實驗：
a．分別取等質量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液；
b．分別往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀；
c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的．則綠色晶體配合物的化學式為______．

Answer 1

【答案】分析：本題根據（1）Ⅰ電離能出現突躍為最外層電子全部失去，再失去次外層時失去電子困難，所需能量增大很多，出現能量突躍；
Ⅱ非金屬元素有相應的氫化物，第IVA族的氫化物沸點相對較低，且沒有拐點；第ⅥA族元素的沸點出現拐點，且水為特殊點，沸點為100℃，這是因為水分子間有氫鍵，使水沸點升高．
（2）Ⅰ18號元素氬位于第三周期零族元素，故22號元素Ti位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，價電子層結夠為3d²4S²
Ⅱ晶胞中個元素原子的個數的計算，根據晶胞中每個原子被共用的情況，若每個原子被n個晶胞共用則乘以，再乘以相應的原子個數，即得到每個分子中的原子個數，得出化學式；可以知道每個Ti周圍有3個O，根據晶體是重復出現的，在晶體中還有3個O關于Ti對稱，故晶體中每個Ti周圍有6個O；在配合物中的氯原子是不能自由移動的，但配離子中可以形成氯離子，氯離子可以與銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，根據沉淀情況可以得到有幾個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，第四電離能出現能級突躍，說明該元素位于IIIA族
  II．第IVA族的氫化物沸點相對較低，且沒有拐點，可推斷曲線c為第IVA族的氫化物沸點曲線；  
A點溫度為100℃，說明為水，說明曲線為第ⅥA族元素的沸點曲線，氧族元素中其它氫化物的沸點不會高于水，故可選曲線b； A點所示的氫化物是水，由于在水分子間存在氫鍵其沸點高，氧族元素中其它氫化物的沸點不會高于水．
故答案為：I．IIIA    II．IVA；      b； a點所示的氫化物是水，其沸點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不會高于水．
（2）I．Ti位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，價電子層為3d²4S²
II．①在每個晶胞中均有一個Ba原子，四個Ti原子被四個晶胞共用，每個晶胞中有一個Ti，12個O原子每個原子均被被四個晶胞共用，每個晶胞中含有3個O原子，故化學式為BaTiO₃ ，從上圖中晶胞可以看出每個Ti周圍有3個O，在晶體中還有3個O關于Ti對稱，故晶體中每個Ti周圍有6個O
  ②氯離子可以與銀離子反應生成氯化銀白色沉淀，通過沉淀的質量可以推斷出氯離子的含量，原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O，說明紫色晶體中有三個自由移動的氯離子，而綠色晶體中只有2個自由移動的離子，即有一個氯原子形成了配合物，因為鈦為6配位，即配合物中須有五個水，即化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，而紫色晶體的化學式為[Ti（H₂O）₆]Cl₃
故答案為：I．3d²4S²II．①BaTiO₃6  ②[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．
點評：本題考查了根據電離能的突躍可以看出元素的位置，位于哪個族；非金屬元素各個族的氫化物的沸點變化反推元素在哪一族；知道元素的原子序數推斷元素的位置及價層電子排布；根據晶胞推斷分子式；配合物的外層氯原子是可以形成氯離子的，根據配位數的個數，可以推斷出配合物的結構．