第十九章钛副族和钒副族.ppt

二氧化钛不溶于水或稀酸，但溶于氢氟酸和热的浓硫酸中： TiO2+H2SO4 TiOSO4+H2O TiO2+2NaOH Na2TiO3+H2O 性质 ——两性偏碱 偏钛酸钠 [Ti(H2O)6]4++2H2O [Ti((OH)2(H2O)4]2++2H3O+ (TiO)n2n+链（TiO2+称为钛铣离子） Ti O O Ti O O Ti O O Ti Ti Ti Ti Ti4+ 较高的正电荷 较小的半径(68pm) 极化 力强 不存在水合离子 天然的二氧化钛称为金红石(Rutile) ，为桃红色晶体。 纯净的二氧化钛称为钛白，为雪白色粉末，受热时则呈浅黄色。 用途 二氧化钛的用途 消光剂 颜料 填充剂 耐火材料 19.2.4 三氯化钛 (Titanium Trichloride) 制备 2TiCl4＋H2 2TiCl3＋2HCl 电 炉 冷凝水 剩余气 电 炉 液态四氯化钛 氢气 水浴加热 三氯化钛制备示意图 ——强还原性 三价钛离子在酸性溶液中是一个比Sn2+更强的还原剂，它的标准电极电势为： 性质 TiO2+/ Ti3+ Sn4+/Sn2+ = 0.1V = 0.15V 溶液中的Ti3+可以用Fe3+为氧化剂进行滴定，用KSCN做指示剂。此反应用于测定溶液中钛的含量： Ti3+可以把CuCl2还原成白色氯化亚铜沉淀： Ti3++CuCl2+H2O CuCl+TiO2++2H++Cl- (Cu2+/Cu+)=0.152V 19.2.5 四氯化钛(Titanium Tetrachloride) 将二氧化钛（金红石矿）和碳粉混合加热至1000K ~ 1100K进行氯化制得气态TiCl4，冷凝即得到液体TiCl4： 2TiO2+2C+4Cl2 2TiCl4+2CO2 制备 性质一：水解性 TiCl4+3H2O H2TiO3+4HCl(g) 性质二：氧化性 在强还原剂作用下，Ti(Ⅳ)化合物可转变为Ti(Ⅲ)化合物： 2TiCl4(g)+H2(g) 2TiCl3(s)+2HCl(g) 性质 军事上用作烟幕弹 农业上用作防冻剂及除害剂 用途 TiCl4 + 4Na Ti + 4NaCl 钛的制备： 利用四氯化 钛的水解性 19.2.6 钛(Ⅳ)的配合物 Ti (Ⅳ)能与多种配位体形成配位化合物。 如： Ti+6HF [TiF6]2-+2H++2H2 TiO2+6HF H2[TiF6]+2H2O 思考题： 1．从电极电势看钛为活泼金属，为什么它有优越的抗化学腐蚀的能力？ 2. 如何从钛铁矿制取单质钛？ 3. TiO2为钛酸的酸酐，能否用TiO2溶于水制取钛酸？TiO2有哪些主要性质和用途？ 为什么水溶液中不存在简单的Ti4+离子？TiCl4有何主要性质？ §19.3 钒族元素 19.3.1 钒族元素通性 19.3.2 五氧化二钒 19.3.3 钒酸盐 (Element of Vanadium Family) 21 Sc钪 22 Ti 钛 23 V 钒 24 Cr 铬 25 Mn 锰 26 Fe 铁 27 Co 钴 28 Ni 镍 29 Cu 铜 30 Zn 锌 M L K 8 8 2 39 Y 钇 40 Zr 锆 41 Nb 铌 42 Mo 钼 43 Tc 锝 44 Ru 钌 45 Rh 铑 46 Pd 钯 47 Ag 银 48 Cd 镉 N M L K 8 18 8 2 71 Lu 镥 72 Hf 铪 73 Ta 钽 74 W 钨 75 Re 铼 76 Os 锇 77 Ir 铱 78 Pt 铂 79 Au 金 80 Hg 汞 O N M L K 8 18 18 8 2 103 Lr 铹 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Uun * 111 Uuu * 112 Uub * P O N M L K 8 18 32 18 8 2 IIB IVB IIIB VB VIB VIIB VIII IB 电子层 钒族元素 19.3.1 钒族元素通性 1. 元素 23 V 钒 50 51 50.942 3d34s2 41 Nb 铌 93 94 92.906 4d45s1 73 Ta 钽 180 181 180.95 5d36s2 V Nb Ta 0.15 2.4×10-3 2.0×10-4 地壳中的丰度/％ 2. 价层电子