、存在 钛分族 钛在地壳中的储量相当丰富(0.45%),处于第十位,但它是稀 有元素,它是亲氧元素,主要矿物是钛铁矿 FeTio3和金红石TO2 锆以斜锆矿ZrO2和锆英石 ZrSio4的形式存在,铪总是以锆的百分 之几的量和锆伴生且分离困难。 钛的单质的性质和用途 3d金属化合物中以钛的化合物最难被还原为金属。 1钛抗腐蚀性强、可以与铂相媲美,不但可以抗氯离子和抗热浓硫 酸,与硝酸作用也缓慢,成为航海设备和化工设备的理想材料。 2机械强度接近钢,但密度比钢小得多,成为新兴的结构金属,特 别是用于航空和航天器。 3亲生物及有记忆性的金属,医疗上用于制造人工关节以及代替受 损的骨骼。 钛能溶于热的浓HCl 2Ti+6HC==2Til3+3H2↑ 钛更易溶于HF+HCI(H2SO4) Ti+6HF===2TiF62-+2H++2H2t
一、存在 钛在地壳中的储量相当丰富(0.45%)，处于第十位，但它是稀 有元素，它是亲氧元素，主要矿物是钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2， 锆以斜锆矿ZrO2和锆英石ZrSiO4的形式存在，铪总是以锆的百分 之几的量和锆伴生且分离困难。 二、钛的单质的性质和用途 3d金属化合物中以钛的化合物最难被还原为金属。 1 钛抗腐蚀性强、可以与铂相媲美，不但可以抗氯离子和抗热浓硫 酸，与硝酸作用也缓慢，成为航海设备和化工设备的理想材料。 2 机械强度接近钢，但密度比钢小得多，成为新兴的结构金属，特 别是用于航空和航天器。 3 亲生物及有记忆性的金属，医疗上用于制造人工关节以及代替受 损的骨骼。 钛分族 钛能溶于热的浓HCl 2Ti+6HCl===2TiCl3+3H2↑ 钛更易溶于HF+HCl(H2SO4 ) Ti+6HF===2TiF6 2-+2H++2H2↑
三、zr和Hf的分离 钾和铵的氟锆酸盐和氟铪酸盐在溶解度上有明显 的差别,可利用此性质来分离Zr和Hf 四、金属钛的制备 工业上常用 FeTio3为原料来制金属钛 1、矿石中含有FeO、Fe2O3杂质,先用浓硫酸处理 FeTiO3+3H2SO4--Feso4+Ti(SO4)2+3H20 FeTiO +2HSO===FeSo+TioSo+2Ho Feo+H2sO4==Feso4+H2o Fe203+3HS04-Fe2(so4)3+3H,O 2、加入单质铁把Fe3离子还原为Fe2离子,然后 使溶液冷却至273K以下使FeSO47H2O结晶析出
三、Zr和Hf的分离 钾和铵的氟锆酸盐和氟铪酸盐在溶解度上有明显 的差别，可利用此性质来分离Zr和Hf。 四、金属钛的制备 工业上常用FeTiO3为原料来制金属钛 1、矿石中含有FeO、Fe2O3杂质,先用浓硫酸处理 FeTiO3+3H2SO4===FeSO4+Ti(SO4 )2+3H2O FeTiO3+2H2SO4===FeSO4+TiOSO4+2H2O FeO+H2SO4==FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4===Fe2 (SO4 )3+3H2O 2、加入单质铁把Fe3+离子还原为Fe2+离子，然后 使溶液冷却至273K以下使FeSO4·7H2O结晶析出
3、加热煮沸Ti(SO)2和 TiOSO4 Ti(SO4)2+H,==TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+H2o-=H2TiO3l+H2SO4 4、分离煅烧 H2TIO3===Ti02+H,O 5、碳氯法 TiO2+2C+2C12=-TiC14+2CO 6、在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TC可得 海棉钛,再经熔融制得钛锭。 TiCl4+2Mg===2Mg cl,+Ti
3、加热煮沸Ti(SO4 )2和TiOSO4 Ti(SO4 )2+H2O===TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+H2O===H2TiO3↓+H2SO4 4、分离煅烧 H2TiO3===TiO2+H2O 5、碳氯法 TiO2+2C+2Cl2======TiCl4+2CO 6、在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4可得 海棉钛，再经熔融制得钛锭。 TiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti 1000-1100K
五、钛的化合物 1、TiO2:金红石、钛白,不溶于水及稀酸,可溶于 HF和浓硫酸中 TiO2+6HF=--H2ITiF6+2H20 T容易水解得到TO2离子钛酰离子。 新制得的热的二氧化钛是淡黄色的,冷却后呈白色。 且可缓慢溶解于强酸或强碱,但煅烧处理后则难溶。 TiO2是一种优良颜料(安全无毒,具有铅白的遮盖力和锌白的持久性)、催化 剂、纳米材料、造纸业作增白剂、纤维工业作消光剂
五、钛的化合物 1、TiO2：金红石、钛白，不溶于水及稀酸，可溶于 HF和浓硫酸中。 TiO2+6HF===H2 [TiF6 ]+2H2O Ti4+容易水解得到TiO2+离子——钛酰离子。 新制得的热的二氧化钛是淡黄色的，冷却后呈白色。 且可缓慢溶解于强酸或强碱，但煅烧处理后则难溶。 TiO2是一种优良颜料（安全无毒，具有铅白的遮盖力和锌白的持久性）、催化 剂、纳米材料、造纸业作增白剂、纤维工业作消光剂
2、TiCl4:易水解(在空气中发白烟)为偏钛酸 H2TiO3及 LocI2,(烟雾弹) TiCL+HO= TiOC +2HCI TiC 4+3H20=H2TiO3 +4HCI 在浓HC中生成H2TiCl 用锌处理四氯化钛的盐酸溶液,可得紫色的三氯化 钛TC3,溶液中加入乙醚,并通入氯化氢,乙醚层 则呈现绿色 TiC3与CuC2的反应产物是什么? (TOCl2与CuC白色沉淀)
2、TiCl4：易水解（在空气中发白烟）为偏钛酸 H2TiO3及TiOCl2，（烟雾弹） TiCl4+H2O= TiOCl2 +2HCl TiCl4+3H2O= H2TiO3 +4HCl 在浓HCl中生成H2 [TiCl6 ] 用锌处理四氯化钛的盐酸溶液，可得紫色的三氯化 钛TiCl3 ，溶液中加入乙醚，并通入氯化氢，乙醚层 则呈现绿色。 TiCl3 与CuCl2的反应产物是什么？ （TiOCl2与CuCl白色沉淀）