Question

6．鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬．
（1）鈦所在的周期中第一電離能最小的元素是K（填元素符號）．在同周期中原子的M層電子數比鈦原子的M層電子數多8個的過渡元素有Cu、Zn（填元素符號）．
（2）鈦的某種化合物的晶胞結構如圖所示．該化合物的化學式為BaTiO₃．
（3）在800℃和稀有氣體氦氣的保護下，用金屬鎂與四氯化鈦反應可制取金屬鈦，其化學方程式為TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{氦氣}$2MgCl₂+Ti．已知四氯化鈦的某些性質如下：熔點：-25℃，沸點：136.4℃，相對密度：1.73，相對分子質量：189.71，易溶于有機溶劑，遇水強烈水解．四氯化鈦晶體為分子晶體．
（4）Fe³⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．

Answer 1

分析 （1）金屬性越強，元素第一電離能越小；Ti的M層電子排布式為3s²3p⁶3d²，第四周期中原子的M層電子數比鈦原子的M層電子數多8個的過渡元素，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹、3d¹⁰4s²；
（2）根據均攤法計算晶胞中Ba、Ti、O原子數目，進而確定化合物化學式；
（3）在800℃和稀有氣體氦氣的保護下，用金屬鎂與四氯化鈦反應可制取金屬鈦，屬于置換反應，同時生成MgCl₂；
四氯化鈦的熔沸點比較低，易溶于有機溶劑，應屬于分子晶體；
（4）Fe為26號元素，Fe原子好玩的排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺．

解答 解：（1）第四周期中K的金屬性最強，故K元素第一電離能最�。籘i的M層電子排布式為3s²3p⁶3d²，第四周期中原子的M層電子數比鈦原子的M層電子數多8個的過渡元素，外圍電子排布為3d¹⁰4s¹、3d¹⁰4s²，分別為Cu、Zn，
故答案為：K；Cu、Zn；
（2）Ba原子處于晶胞頂點，Ba數目為8×$\frac{1}{8}$=1，Ti原子處于體心，Ti數目為1，O原子處于面心，氧原子數目為6×$\frac{1}{2}$=3，故該化合物化學式為BaTiO₃，
故答案為：BaTiO₃；
（3）在800℃和稀有氣體氦氣的保護下，用金屬鎂與四氯化鈦反應可制取金屬鈦，屬于置換反應，同時生成MgCl₂，反應方程式為：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{氦氣}$2MgCl₂+Ti，四氯化鈦的熔沸點比較低，易溶于有機溶劑，應屬于分子晶體，
故答案為：TiCl₄+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{氦氣}$2MgCl₂+Ti；分子；
（4）Fe為26號元素，Fe原子好玩的排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²，失去4s能級2個電子、3d能級1個電子形成Fe³⁺，Fe³⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵．

點評 本題考查核外電子排布、電離能、晶胞計算、晶體類型與性質，難度不大，注意原子形成離子時，并不是按構造原理中能級最高的先失去電子，而是先根據能量高的能層、再根據同一能層中能量高的能級低失去．