20-1钛副族元素 20-1-1概述 存在：金红石TiO2,钛铁矿 IVB (FeTiO3)四川攀枝花钒钛铁 钛Ti 矿（FeTO3)探明储量约15 亿吨。 锆Zr 钛是未来的“钢铁”：质轻，抗腐 铪Hf 蚀，硬度大，是宇航、航 海、储存氢气、化工设备等的 (n-1)d ns2 理想材料。无毒，惰性，生物 金属
20-1 钛副族元素 ⚫ 20-1-1 概述 存在：金红石TiO2，钛铁矿 (FeTiO3 )四川攀枝花钒钛铁 矿（FeTiO3）探明储量约15 亿吨。 钛是未来的“钢铁”：质轻，抗腐 蚀，硬度大，是宇航、航 海、储存氢气、化工设备等的 理想材料。无毒，惰性，生物 金属。 ⅣB 钛 Ti 锆 Zr 铪 Hf (n-1)d 2 ns 2
钛的冶炼： 氯化法 由Ti02(金红石制备TiCL4(①，再制备金属Ti. Mg Ti0→TiC0 Ti 金红石 800°C,Ar ① Ti02(金红石)+2Cl2(g)=TiCl4(0)+02(g) △G91=152.3kJ.mo1,S.S,反应①非自发； ②2C(石墨)+02(g）=2C0(g) △G2=-274kJ.mol,S.S,反应②自发； ①+②，得③： ③Ti02(金红石)+2Cl,(g)+2C(石墨)=TiCl4(①+2C0(g) △G3=△G1+△G2 =-122kJ.mo1<0, ∴.S.S,反应③→自发
钛的冶炼：氯化法 TiO2( )s 金红石 TiCl4( )l 0 800 , Mg C Ar Ti( )s ① TiO2 (金红石) + 2 Cl2 (g) = TiCl4 (l) + O2 (g) △G 1 = 152.3 kJ.mol-1 ，S.S., 反应①非自发； ② 2C(石墨) + O2 (g) = 2CO(g) △G 2 = -274 kJ.mol-1 ，S.S., 反应②自发； ① + ② ，得③ ： ③ TiO2 (金红石) + 2 Cl2 (g) + 2C(石墨) = TiCl4 (l) + 2CO(g) △G 3 = △G 1 + △G 2 = -122 kJ.mol-1 < 0， ∴S.S., 反应③ →自发。 由TiO2 (金红石) 制备 TiCl4 (l) ，再制备金属Ti
反应的耦联 把一个不能自发进行的反应与另一个易于自发 进行的反应耦联，使之构成一个自发反应的过程，称 为“反应的耦联（或耦合）”。 例1 Si02(S+2Cl2g)+2C(石墨)=SiC4①+2C0(g 例2 BaCO3s)+2C(石墨)=Ba0s+2COg)
例1 SiO2 (s) + 2 Cl2 (g) + 2 C(石墨) = SiCl4 (l) + 2 CO(g) 例2 BaCO3 (s) + 2 C(石墨) = BaO(s) + 2 CO(g) 把一个不能自发进行的反应与另一个易于自发 进行的反应耦联,使之构成一个自发反应的过程，称 为“反应的耦联（或耦合）” 。 反应的耦联
钛的冶炼：氯化法 (1)氯化：Ti02(s)+2Cl,(g)+2Cs)=TiCl40+2C0(g) 蒸馏分离。 (2)还原： 800℃，Ar TiCl(g)+2 Mg(1)=2MgCl2(s)+Ti(s) 实际温度为800℃，用A气保护，防止生成的T被空气 中的0，氧化。 1000℃用挥发法除去残余的Mg和MgCl2。 如果用H作为还原剂，需高温(T>2000K)
(2) 还原： TiCl4 (g) + 2 Mg(l) = 2MgCl2 (s) + Ti(s) 实际温度为800 ℃ ，用Ar气保护，防止生成的Ti被空气 中的O2氧化。 1000 ℃用挥发法除去残余的Mg和MgCl2。 如果用H2作为还原剂，需高温（T > 2000 K）, 钛的冶炼：氯化法 800℃ , Ar (1) 氯化：TiO2 (s) + 2Cl2 (g) + 2 C(s) = TiCl4 (l) + 2CO (g) 蒸馏分离
钛的性质 化学反应性：高温时可与一些非金属单质直接反应， 生成稳定的填隙式化合物。故可用于炼钢是的脱氧、 除氮、去硫剂。 室温下，不活泼一“钝化”（表面致密氧化物膜保护） 不与无机酸反应。但能溶于浓、热的盐酸和硫酸生成 TCL3、Ti2(S043,也可溶于氢氟酸生成配合物TF,2-
⚫ 化学反应性：高温时可与一些非金属单质直接反应， 生成稳定的填隙式化合物。故可用于炼钢是的脱氧、 除氮、去硫剂。 ⚫ 室温下，不活泼⎯“钝化”（表面致密氧化物膜保护） 不与无机酸反应。但能溶于浓、热的盐酸和硫酸生成 TiCl3、Ti2 (SO4 )3，也可溶于氢氟酸生成配合物TiF6 2-。 钛的性质