ⅣB钛Ti锆Zr铪Hfndns.pptVIP

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ⅣB钛Ti锆Zr铪Hfndns

多数羰基化合物可直接合成: 325K Ni+4CO == Ni(CO)4 (液态) 2.02×104kPa 其他方法: △ 2CoCO3+2H2+8CO == Co2(CO)8+2CO2+2H2O 高压 373~473K Fe+5CO Fe(CO)5 (液态) 101.32kPa 羰基化合物熔、沸点低,易挥发,受热易分解成金属与CO。 此性质用于提纯金属: 使金属形成羰基化合物挥发,与杂质分离,再加热分解得到金属。 羰基化合物有毒,Ni(CO)4吸入体内后,CO与血红素结合,胶体镍随血液进入全身器官。 * * ⅣB 钛 Ti 锆 Zr 铪 Hf (n-1)d2ns2 本族特征氧化态 +4 9.1 钛分族 9.1.1 概述 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、化工设备等的理想材料。 第九章 过渡元素(一) 钛合金还有记忆功能( Ti-Ni合金)、超导功能 (Nb-Ti合金)和储氢功能(Ti-Mn、Ti-Fe等)。 钛能与骨骼肌肉生长在一起,称为“生物金属”。 Ti HF H2TiF6 + H2 浓HCl △ TiCl3(紫红)+H2↑ Cu2+ TiO2++CuCl↓ TiO2 H2SO4 TiOSO4 NaOH △ Na2TiO3 BaCO3 BaTiO3+CO2 TiCl4 + H2O == TiO2·H2O + HCl TiCl4+ Zn == TiCl3 + ZnCl2 TiO2+ + H2O2 == 桔红色,用来鉴定Ti [TiO(H2O2)]2+ 9.1.2 主要性质 它属于简单四方晶系(a = b≠c,α=β=γ= 90℃)。氧原子呈畸变的六方密堆积,钛原子占据一半的八面体空隙,而氧原子周围有3个近于正三角形配位的钛原子,所以钛和氧的配位数分别为6和3。 TiO2是钛的重要化合物,俗称钛白或钛白粉,由于它在耐化学腐蚀性,热稳定性、抗紫外线粉化及折射率高等方面所表现的良好性能,因而得到广泛应用。 自然界中TiO2有三种晶型,金红石型、锐钛矿型和板钛矿型,其中最重要的是金红石型。 钛铁 矿 浓H2SO4 FeTiO3+ 3H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+3H2O FeO,Fe2O3 + H2SO4 == FeSO4,Fe2(SO4)3 Fe3+ Fe2+ TiO2+ SO42- Fe Fe2+ TiO2+ SO42 冷却 FeSO4·7H2O↓ TiO2+SO42- H2O H2TiO3↓ TiOSO4+2H2O == H2TiO3↓+H2SO4 煅烧 TiO2 △ H2TiO3 == TiO2+H2O 缺点? 9.1.3 钛铁矿制备TiO2 副产物的利用及环境保护问题。 TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C ==TiCl4+2CO↑ Ar Mg △ MgCl2+Ti 讨论: (1)不加碳,可行否? TiO2(s)+2Cl2(g) == TiCl4(l)+O2 (2)直接用C还原可行否? TiO2+2C == Ti(s)+2CO(g) 9.1.4 金红石制取金属钛(氧化法) 不加C: △H=141 kJ·mol -1 △S=-39.191 J·K-1·mol-1, 在标准态下的任何温度反应都不能自发进行。 加入C: △H=-72.1 kJ·mol -1 △S=220 J·K-1·mol-1, 任何温度均自发,实际温度1173~1273K。 热力学是可行的,但温度高:Ti + C == TiC (3)为什么在Mg还原时要在Ar气氛中? 如果在空气中,高温Ti、Mg均与空气中O2、N2作用 (4)Ti与Mg如何分离? (5)工业上从钛铁矿制备TiCl4中,含有FeCl3、SiCl4、

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