(④)单质提取 Ti02+2C+2C2 800-900℃ TiCl+2 CO TICL TiCL4在950℃真空分馏纯化 海绵钛 800℃ TiCl+2 Mg Ti+2 MgCl2 Ar Mg④】 1000℃下真空蒸馏除去Mg、MgCl2 2 电弧熔化铸锭 制备海绵钛反应器示意图 26
26 (4) 单质提取 TiO2 + 2 C +2 Cl2 TiCl4 + 2 CO TiCl4 在 950℃ 真空分馏纯化 TiCl4 + 2 Mg Ti + 2 MgCl2 1000℃下真空蒸馏除去 Mg、MgCl2， 电弧熔化铸锭 800 ℃ Ar 800~900 ℃ TICl4 海绵钛 Mg(l) MgCl2(l) 制备海绵钛反应器示意图 Ar
ue 为什么在由TO2制备TCL4时，反应中要 加入C而不能直接由TO2和C2反应来制取？ 单独的氯化反应Ti02(S)+2C2(g)=TiCl4①)+O2(g),在25℃时 的△G9=151kJmo1,即便增加温度也无济于事，因为它是一个熵减 反应，△S9=-38.3kJmo1.如果把反应 C(s)+O2(g)=C02(g) △G9=-394 kJmol-1 耦合到上述反应中，可得： TiO2 (s)+2C (s)+2Cl2 (g)=TiCl (1)+CO2 (g) △G9=-243kJmo1 原来不能进行的反应就能进行了.这种情况称为反应的耦合 27
27 为什么在由 TiO2制备TiCl4 时，反应中要 加入 C 而不能直接由 TiO2和 Cl2 反应来制取？ 单独的氯化反应 TiO2 (s) +2Cl2 (g) = TiCl4(l) + O2 (g) , 在25℃时 的△Gq = 151 kJ·mol-1，即便增加温度也无济于事， 因为它是一个熵减 反应， △Sq = - 38. 3 kJ·mol-1 . 如果把反应 C(s) + O2 (g) = CO2 (g) △Gq = - 394 kJ·mol-1 耦合到上述反应中，可得： TiO2 (s) + 2C (s) +2Cl2 (g) = TiCl4 (l) + CO2 (g) △Gq = - 243 kJ·mol-1 原来不能进行的反应就能进行了. 这种情况称为反应的耦合. Question 6
12.2.2 重要化合物 -0.86 +4 0.1 +3 -0.37+2 -1.63 0 Ti02+ T3+ T2+ (1)二氧化钛(T02)最重要的钛化合物 80℃ FeTiO3+2H2SO FeSO,+TiOSO+2H2O 5℃分离去FeSO,晶体，水解 金红石TO,的结构 TiOSO+2 H2OH2TiO3+H2SO ↓800-850℃ (冷却后称钛白)Ti02+H20 HCI NaOH TiOCl Na2TiOs Ti02的多面体表示法 28
28 12.2.2 重要化合物 (1) 二氧化钛 （TiO2）最重要的钛化合物 金红石TiO2的结构 TiO2的多面体表示法 TiO2+ Ti3+ Ti2+ Ti +4 +3 +2 0 0.1 – 0.37 – 1.63 – 0.86 5℃分离去FeSO4晶体，水解 80℃ FeTiO3+ 2H2SO4 FeSO4 + TiOSO4+2H2O TiOSO4 + 2 H2O H2TiO3 + H2SO4 ↓ 800~850℃ (冷却后称钛白）TiO2 + H2O HCl NaOH TiOCl2 Na2TiO3
为什么一些金属的氢氧化物沉淀静置一段 时间后，其化学活性会显著地降低？ 应该归结于结构发生了变化，一般认为下列变化是主要的： 火0一关→(+o 即，新沉淀出来的氢氧化物多是通过羟桥相连，陈化就是使羟桥失 水变成氧桥。羟桥键能小，氧桥键能大，故稳定，例如；在金属钛 的一系列氢氧化物T(OH)4一TiO(OH山2一TO2中，从左至右活性降 低，与其从左至右活泼的Ti一OH一T键减少，较稳定Ti一O 一Ti键增多有关T02· 另外，桥连形式的变化还常常会引起结构型式的改变.例如， T(O4是层状结构，而TiO2是架式结构. 29
29 为什么一些金属的氢氧化物沉淀静置一段 时间后，其化学活性会显著地降低？ 应该归结于结构发生了变化，一般认为下列变化是主要的： M M — M — O —M — + H2O O O 即，新沉淀出来的氢氧化物多是通过羟桥相连，陈化就是使羟桥失 水变成氧桥. 羟桥键能小，氧桥键能大，故稳定. 例如；在金属钛 的一系列氢氧化物 Ti(OH)4 —TiO(OH)2—TiO2 中，从左至右活性降 低，与其从左至右活泼的 Ti — OH — Ti 键减少，较稳定 Ti — O — Ti 键增多有关TiO2 . 另外，桥连形式的变化还常常会引起结构型式的改变. 例如， Ti(OH)4 是层状结构，而 TiO2 是架式结构 . Question 7
(2) 四氯化钛(TiCl) 最重要的卤化物 TiO, △C,C 浓HSO, TiOSO H,TiCl HCI Ti Cla H2O TiO,xH2O 深黄色 H 白色 浓NaOH NaTiOa 1g 钙钛矿型 TiCl 紫色 晶体结构。 钙钛矿本 身是 (③)钛酸钡 (BaTiO3,电陶瓷材料 CaTiO3> 通式 ABX3中 高温 BaCO,(s)+TiO,(s)=BaTiO;(s)+CO2(g) 的A是Ca 而B是Ti. Ba4+Ti(IW共沉草酸盐爱烧→高纯BaTiO. 30
30 (2) 四氯化钛 （TiCl4） 最重要的卤化物 3 2 3 2 3 2 Ba Ti( ) BaTiO BaCO (s) TiO (s) BaTiO (s) CO (g) 共沉 草酸盐 煅烧 高纯 高温 Ⅳ (3) 钛酸钡 （BaTiO3 ，电陶瓷材料） 钙钛矿型 晶体结构. 钙钛矿本 身是 CaTiO3， 通式 ABX3中 的A是Ca 而B是Ti. TiO2 Ti Cl4 H2 △ TiO2•xH2O 白色 TiCl3 紫色 Mg NaTiO3 TiOSO4 HCl H2O H2TiCl6 深黄色 △ C,Cl2 Ti △ 浓H2SO4 浓NaOH