4-2钛的重要化合物1、二氧化钛二氧化钛纯净的是白色粉未,俗称“钛白”。它是目前最好的白色颜料。二氧化钛比较稳定,TiO,难溶于水,具有两性(以碱性为主),由Ti(IV)溶液与碱反应所制得的TiO2(实际为水合物)可溶于浓酸和浓碱,生成硫酸氧钛和偏钛酸钠:TiO2 + H,SO4(浓) ==TiOSO4 + H,0TiO2 + 2NaOH(浓) ==Na,TiO3 + H,O二氧化钛与氢氟酸作用生成配合物:TiO2 + 6HF = H2[TiF6] + 2H20由于Ti4+电荷多、半径小,极易水解得到TiO2+离子,所以Ti(IV)溶液中不存在Ti4+。TiO,可看作是由Ti4+二级水解产物脱水而形成的。TiO,也可与碱共熔,生成偏钛酸盐
1、二氧化钛 二氧化钛纯净的是白色粉未,俗称“钛白”。它是目前最好 的白色颜料。 二氧化钛比较稳定,TiO2难溶于水,具有两性(以碱性为 主), 由Ti(Ⅳ)溶液与碱反应所制得的TiO2(实际为水合物)可溶 于浓酸和浓碱,生成硫酸氧钛和偏钛酸钠: TiO2 + H2SO4(浓) ==TiOSO4 + H2O TiO2 + 2NaOH(浓) ==Na2TiO3 + H2O 二氧化钛与氢氟酸作用生成配合物: TiO2 + 6HF = H2[TiF6] + 2H2O 由于Ti4+电荷多、半径小,极易水解得到TiO2+离子 ,所以 Ti(Ⅳ)溶液中不存在Ti4+ 。TiO2可看作是由Ti4+二级水解产物脱 水而形成的。TiO2也可与碱共熔,生成偏钛酸盐。 4-2 钛的重要化合物
此外,TiO,还可溶于氢氟酸中:TiO2 + 6HF -→ [TiF6]2- + 2H+ + 2H,02、四氯化钛(TiCl4)四氯化钛(TiCl4)是钛最重要的卤化物,通常由TiO2、氯气和焦碳在高温下反应制得。TiCl4为共价化合物(正四面体构型),其熔点和沸点分别为-23.2℃和136.4℃,常温下为无色液体,易挥发,具有刺激气味,易溶于有机溶剂。TiCl极易水解,在潮湿空气中由于水解而冒烟:TiCl4 + 3H,O -→ H,TiO + 4HCl ↑利用此反应可以制造烟幕。发生部分水解:TiC14+H,0=Ti0C12→+2HC1
此外,TiO2还可溶于氢氟酸中: TiO2 + 6HF ─→ [TiF6] 2- + 2H+ + 2H2O 2、四氯化钛(TiCl4) 四氯化钛(TiCl4)是钛最重要的卤化物,通常由TiO2、氯气 和焦碳在高温下反应制得。 TiCl4为共价化合物(正四面体构型),其熔点和沸点分 别为-23.2℃和136.4℃, 常温下为无色液体,易挥发,具有刺 激气味,易溶于有机溶剂。TiCl4极易水解,在潮湿空气中由 于水解而冒烟: TiCl4 + 3H2O ─→ H2TiO3↓+ 4HCl↑ 利用此反应可以制造烟幕。 发生部分水解: TiCl4+H2O=TiOCl2↓+2HCl
TiCl是分子物质,无色液体,极易水解。由于Ti4+离子电荷高,半径小,极化力极强,所以在酸性溶液中主要存在Ti02+(钛酰离子)四氯化钛具有一定的氧化性:TiCl4 + Zn = 2TiCls + ZnCl2TiCl4是制备钛的其它化合物的原料。利用氮等离子体,由TiCl可获得仿金镀层TiN:2TiCl4 + N2 =2TiN + 4Cl2Ti02+的检验:Ti02++H,02=Ti0(H,02)2+(弱酸中橙黄色,强酸中橙红色)
TiCl4是分子物质,无色液体,极易水解。由 于 Ti4+离子电荷高,半径小,极化力极强,所以在 酸性溶液中主要存在TiO2+ (钛酰离子)四氯化钛 具有一定的氧化性: TiCl4 + Zn = 2TiCl3 + ZnCl2 TiCl4 是制备钛的其它化合物的原料。利用氮等 离子体,由TiCl4可获得仿金镀层TiN: 2TiCl4 + N2 =2TiN + 4Cl2 TiO2+的检验: TiO2++H2O2=TiO(H2O2) 2+ (弱酸中橙黄色,强酸中橙红色)
3、三氯化钛Ti3+为d1构型离子,呈紫色,具有较强的还原性Ticl:的制备:2TiCl4+Zn=2TiCl3+ZnCl22Ti+6HC1=2TiCl3+3H,↑TiCl.的热稳定性:TiCl,= TiCl4+TiCl2(723K)(973K)TiCl;= TiCl4+TiTi02++2H++e = Ti3++H,00=0. 1VTi2(S04)3+Fe2(SO4)3=2Ti(S04)2+2FeS04此反应用于Ti3+的滴定,用KSCN作指示剂
Ti3+为d 1构型离子,呈紫色,具有较强的还原性 TiCl3的制备: 2TiCl4+Zn=2TiCl3+ZnCl2 2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2↑ TiCl3的热稳定性: TiCl3 = TiCl4+TiCl2 (723K) TiCl3 = TiCl4+Ti (973K) TiO2++2H++e = Ti3++H2O =0.1V Ti2(SO4)3+Fe2(SO4)3=2Ti(SO4)2+2FeSO4 此反应用于Ti3+的滴定,用KSCN作指示剂 3、三氯化钛
钒23--55-1 概述钒是VB族元素,它的最高氧化物M,O主要呈酸性,所以也称为“酸土金属元素。与钛族一样,都是稳定而难熔的希有金属。钒的价电子构型为(n-1)d3s2,因这5个电子都可参加成键,所以稳定氧化成为+V,此外还能形成+4、+3、+2低氧化态的化合物,其中钒以+4的氧化态为稳定钒由于容易呈钝态,因此常温下化学性质非常稳定,块状钒在常温下不会被氧化,也不受水、非氧化性酸和碱液的侵蚀,只有热的浓硫酸、硝酸、王水和氢氟酸才能溶解。高温下,钒能与O2、X2、N2、C等大多数非金属反应,也与熔融的NaOH、Na,CO反应生成钒酸盐
钒是ⅤB族元素,它的最高氧化物M2O5主要呈酸性,所以也 称为“酸土金属”元素。与钛族一样,都是稳定而难熔的希有金 属。 钒的价电子构型为(n-1)d3s 2 ,因这5个电子都可参加成键,所 以稳定氧化成为+ Ⅴ,此外还能形成+4、+3、+2低氧化态的化 合物,其中钒以+4的氧化态为稳定. 钒由于容易呈钝态,因此常温下化学性质非常稳定,块状钒 在常温下不会被氧化,也不受水、非氧化性酸和碱液的侵蚀, 只有热的浓硫酸、硝酸、王水和氢氟酸才能溶解。高温下,钒 能与O2、X2、N2、C等大多数非金属反应,也与熔融的NaOH、 Na2CO3反应生成钒酸盐。 23-5 钒 5-1 概述