钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，是航空、军工、电力等方面的必需材料，被誉...

钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，是航空、军工、电力等方面的必需材料，被誉为“空间金属”和“深海金属”。

(1)钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是________。

A．用来做保险丝                         B．用于制造航天飞机

C．用来制造人造骨                        D．用于制造船舶

(2)常温下钛不和非金属、强酸反应。红热时，却可与常见的非金属单质反应。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO₂)，目前大规模生产钛的方法是：

第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl₄和一种可燃性气体。该反应的化学方程式：______________________，该反应的还原剂是 ________________________________________________________________________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量镁在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛。

简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤____________________。

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钛因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO₂)，目前大规模生产Ti的方法是：

第一步：金红石、炭粉混合物在高温条件下通入Cl₂制得TiCl₄和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为____________________，该反应的还原剂为________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的Mg在加热条件下与TiCl₄反应制得金属钛。

(1)写出此反应的化学方程式：____________________________。

(2)如何由上述所得的产物中获取金属钛？简述实验步骤并写出有关的化学方程式。

________________________________________________________________________________

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钛有“生物金属”和“未来金属”之称，钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。

(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。

①TiCl4熔点为－24℃，沸点为136.4℃，室温下为无色液体，可溶于甲苯和氯代烃，固态T'iCl4属于________晶体。

②LiBH4中BH4-的空间构型是_________，B原子的杂化轨道类型是________。

(2)硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，部分结构如图所示。该阳离子Ti与O的原子个数之比为________，其化学式为_____________________。

(3)钛与卤素形成的化合物的熔、沸点如表所示，分析TiCl4、TiBr4、TiI4的熔点和沸点呈现一定规律的原因：______________________________。

(4)TiO2晶胞是典型的四方系结构，其晶胞结构如图所示，晶胞参数为a nm和c nm，设NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度为___________(写出表达式)g·cm-3。

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钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：

（1）钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为　　　　　　　 。Ti元素在元素周期表中的位置是第　　　　　 周期，第　　　　　 族；基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　 ；按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于　　　　 区元素

（2）偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是　　　　　　　　

（3）二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水，达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是　　　　　　　 。

A．苯与B3N3H6互为等电子体

B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化

C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子

D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键

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钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

(1)Ti位于元素周期表中的位置为________。钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是_______。

(2)过程①中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是_________。

(3)过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

(4)写出由滤液D生成FePO4的离子方程式____________________________________。

(5)由流程图可知FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

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钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质)，Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

⑴钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是__________________________________。

⑵过程①中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是_________________________。

⑶过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度关系如图所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_______________________。

⑷写出由滤液D生成FePO4的离子方程式_____________________________________________

⑸由流程图可知FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

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地球表面十公里厚的地层中，含钛元素达千分之六，比铜多61倍，金属钛(Ti)被誉为21世纪金属，其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料，经过一系,列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如下图)。

图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表:

请回答下列问题：

⑴TiO2为离子晶体，己知晶体中阳离子的配位数为6，阴离子的配位数为3，则阳离子的电子排布式为___________

⑵金属Ti与金属M的晶体原子堆积模式相同，其堆积模型为_________（填写堆积模型名称)，晶体中原子在二维平面里的配位数为_____________

⑶室温下TiCl4为无色液体，沸点为136.4℃，由此可知其晶体类型为__________，构成该晶体的粒子的空间构型为_____________

(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似，如下图所示，已知该氮化钛的密度为p g·cm-3，则该晶胞中N、Ti之间的最近距离为_____ pm，（NA为阿伏加德常数的数值，只列算式）。该晶体中与Ti原子距离相等且最近的Ti原子有___________个。

(5)科学家通过X射线探明KC1、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下：

KC1、CaO、TiN三种离子晶体硬度由低到该的顺序为_____________

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钛及其合金具有密度小，强度高，耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油化工、医药等部门，因此，钛被誉为第三金属和战略金属。从钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下：

(1)钛铁矿的主要成分是FeTiO3，第一步发生的反应：FeTiO3+CTiO2+Fe+CO↑，在FeTiO3(钛酸亚铁)中，钛的化合价为________。

(2)第二步：二氧化钛在高温下与焦炭、氯气反应生成四氯化钛和一氧化碳，写出化学方程式：___________，还原产物是____________。

(3)用镁在高温下还原四氯化钛，该反应的环境要求是__________；写出化学方程式：___________。

(4)菱镁矿(主要成分是碳酸镁)煅烧后与焦炭混合在氯化器中高温下通入氯气生成氯化镁，电解熔融氯化镁得到镁。

①写出菱镁矿煅烧及氯化制取氯化镁的化学方程式：______________；

②写出电解熔融氯化镁的电解方程式：____________________。

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[选做题——物质结构与性质]

金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。

(l) Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

① Ti2＋基态的电子排布式可表示为_____________________。

② BH4－的空间构型是______________________（用文字描述）。

③ 与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有__________种。

(2)二氧化钛（TiO2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。

①纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。

化合物甲的分子中采取杂化方式的碳原子个数为______________， 化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为________________。

②在 TiO2催化作用下，可将CN－氧化成CNO－，进而得到N2。与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式分别为_________________、_______________（各写一种）。

(3)金属钛内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图。若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，则该晶胞的边长为______________cm。

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