钙钛矿(CaTiO₃)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料，回答下列问题：

(1)基态Ti原子的核外电子排布式为____________。

(2)Ti的四卤化物熔点如下表所示，TiF₄熔点高于其他三种卤化物，自TiCl₄至TiI₄熔点依次升高，原因是____________。

(3)CaTiO₃的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是__________；金属离子与氧离子间的作用力为__________，Ca²⁺的配位数是__________。

(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为Pb²⁺、I^﹣和有机碱离子，其晶胞如图(b)所示。其中Pb²⁺与图(a)中__________的空间位置相同，有机碱中，N原子的杂化轨道类型是__________；若晶胞参数为a nm，则晶体密度为_________g·cm^-3(列出计算式)。

(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理_______、_______。

答案

(1). 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²    (2). TiF₄为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高    (3). O＞Ti＞Ca    (4). 离子键    (5). 12    (6). Ti⁴⁺    (7). sp³    (8).     (9). 2Eu³⁺+Pb=2Eu²⁺+Pb²⁺    (10). 2Eu²⁺+I₂=2Eu³⁺+2I⁻

【分析】

(1)考查了对基态原子电子排布规律的认识；(2)考查了不同类型的晶体的熔沸点比较，相同类型的晶体的熔沸点比较；(3)考查了电负性的周期性变化规律，微粒间的相互作用以及晶胞中离子的配位数；(4)考查了晶胞中微粒的位置和杂化理论，晶体密度的计算问题；(5)重点考查通过反应历程图，来书写离子方程式等。

【详解】(1)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²或[Ar]3d²4s²；故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²或[Ar]3d²4s²；

(2) 一般不同的晶体类型的熔沸点是原子晶体>离子晶体>分子晶体，TiF₄是离子晶体，其余三种则为分子晶体，故TiF₄的熔点高于其余三种物质；TiCl₄、TiBr₄、TiI₄均为分子晶体，对于结构相似的分子晶体，则其相对分子质量越大，分子间作用力依次越大，熔点越高；故答案为：TiF₄是离子晶体，其余三种则为分子晶体，故TiF₄的熔点高于其余三种物质；TiCl₄、TiBr₄、TiI₄均为分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故熔点依次升高；

(3)CaTiO₃晶体中含有Ca、Ti、O三种元素，Ca、Ti是同为第四周期的金属元素，Ca在Ti的左边，根据同一周期元素的电负性从左往右依次增大，故Ti>Ca，O为非金属，故其电负性最强，故三者电负性由大到小的顺序是：O>Ti>Ca，金属阳离子和氧负离子之间以离子键结合，离子晶体晶胞中某微粒的配位数是指与之距离最近且相等的带相反电性的离子，故Ca²⁺的配位数必须是与之距离最近且相等的氧离子的数目，从图(a)可知，该数目为三个相互垂直的三个面上，每一个面上有4个，故Ca²⁺的配位数是12；故答案为：O>Ti>Ca；离子键；12；

(4)比较晶胞(a)(b)可知，将图(b)中周围紧邻的八个晶胞中体心上的离子连接起来，就能变为图(a)所示晶胞结构，图(b)中体心上的Pb²⁺就变为了八个顶点，即相当于图(a)中的Ti⁴⁺；图(b)中顶点上的I^-就变成了体心，即相当于图(a)中的Ca²⁺；图(b)面心上中的 就变成了棱心，即相当于图(a)中的O^2-；故图(b)中的Pb²⁺与图(a)中的Ti⁴⁺的空间位置相同；有机碱中N原子上无孤对电子，周围形成了4个键，故N原子采用sp³杂化；从图（b）可知，一个晶胞中含有Pb²⁺的数目为个，的数目为个，I-的数目为个，故晶胞的密度为，故答案为：Ti⁴⁺；sp³；；

（5）从作用原理图(c)可以推出，这里发生两个离子反应方程式，左边发生Pb + 2Eu³⁺= Pb²⁺+ 2Eu²⁺，右边发生I₂+ 2Eu²⁺= 2Eu³⁺+ 2I^-，故答案为：Pb + 2Eu³⁺= Pb²⁺+ 2Eu²⁺；I₂+ 2Eu²⁺= 2Eu³⁺+ 2I^-

【点睛】对电负性的考查，只要掌握周期表同一周期从左往右电负性依次增大，同一主族从上往下电负性依次减小的规律，另金属元素的电负性小于非金属的；化学键的类型判断主要也是通过电负性，当两元素的电负性相差1.7以上形成离子键，小于则形成共价键；判断分子等构型时，可以通过价层电子对互斥理论或杂化轨道理论以及等电子体原理进行判断；由陌生晶胞结构计算晶体密度时，先要确定晶胞中含有的微粒数目，这时一方面要认真分析晶胞中各类粒子的位置信息，另一方面也要注意均摊法的使用，然后根据质量的两种计算方法相等即来进行求算。