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1、第二十章Ti副族、V副族第一节、Ti分族w B 族w Ti Zr Hfw 价电层结构: (n-1)d2ns2 一、单质Ti的性质和用途 1、含量和物理性质：地壳含量（0.63%）仅次于Fe的过渡元素，称第三金属（Fe、Al）。 物理性质：密度小，强度大，比钢轻、强度大、耐高温耐腐蚀、作航空材料、潜艇、深水探测器和化工设备2、化学性质w（1）不与H2O 稀HCl、 H2SO4 、HNO3作用-致密的氧化膜。 w与O、Cl、N、H的亲合力大-脱氧、脱氮剂（炼钢）；冶炼纯Ti困难的原因。 w（2）可溶于浓的HCl， H2SO4 、HNO3和王水特别易溶于加有HF的酸中。 Ti + HF TiF62-
2、 + H2 （同Si） Ti + HCl TiCl3+ H2 Ti + H2SO4 Ti2 (SO4) 3 + SO2 + H2O Ti + HNO3 H2TiO3 + NO2 + H2O Ti + HCl + HNO3 TiCl4 + NOCl + H2O 3、Ti的提取wTiO2 + Cl2 + C TiCl4 + COwTiCl4 + Mg MgCl2 + Tiw熔盐电解（ CaCl2+ TiO2）wTiO2 可由钛铁矿（702）二、二氧化钛w天然的二氧化钛称为金红石，是一种桃红色的八面体晶体，有时因含有微量的Fe、Nb、Sn、V、Cr等杂质而呈黑色。P703w经过化学处理制造出来的纯净
3、二氧化钛是雪白色的粉末（冷时为白色，受热时则为浅黄色，俗称钛白粉钛白的特点w雪白。钛白是世界上最白的东西，1g钛白就可以把450多平方厘米的面积涂得雪白，其遮盖性大于锌白，持久性高于铅白，是一种宝贵的白色颜料。w粘附性很强。w不易起化学变化。w无毒。P704TiO2的用途w704高级白色颜料w白色橡胶、高级纸张、化妆品等的填充剂w合成纤维的消光剂w又因TiO2的熔点很高（1800，还常被用来制造耐火玻璃、耐高温的实验器皿、瓷釉、珐琅等。w催化剂TiO2的性质w二氧化钛不溶于水或稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸以及熔融的KOH中，显两性。704TiO2 + 6HF = H2TiF6 + 2H2O
4、TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O TiO2 + 2H2SO4 = Ti(SO4 )2 + H2OTiO2 + KOH = K2TiO3+ H2O三钛酸(TiO2 xH2O)w新鲜水合二氧化钛，即型钛酸，或称为正钛酸。既能溶于酸也能溶于浓碱而具有两性。 TiOSO4 + nH2O + 2NaOH = TiO2.nH2O + Na2SO4 + H2OTiO2.nH2O + NaOH Na2TiO3.nH2O TiO2.nH2O + BaCO3熔融BaTiO3 + CO2w偏钛酸，即型钛酸。分子式也常写成H2TiO3。 其反应活性比型钛酸小。 制取钛白主要有两种方法w方法1、用
5、干燥的氧气与四氯化钛在9231023K进行气相反应制取TiO2。 TiCl4 + O2 = TiO2 + Cl2方法2、硫酸法：首先使磨细的钛铁矿与浓硫酸在343353K反应制得可溶性硫酸盐，然后降低温度至273K以下，使FeSO47H2O结晶析出，这样既除去了钛液中的杂质，又获得了副产品绿矾。FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2OTiOSO4 + 2H2O = H2TiO3+H2SO4 H2TiO3 =TiO2 + H2O四、TiCl4w共价化合物，四面体结构，分子晶体w极易水解-发烟，可作烟雾剂 TiCl4 + H2O H2TiO3 + HCl 特征
6、反应wTiO2+ + H2O2 TiO(H2O2)2+桔黄色 -定性检验和比色分析，P686五、TiCl3一种紫色的粉末状固体。 2TiCl4 + H2=2TiCl3 + 2HCl 2TiCl4 + Zn = 2TiCl3 + ZnCl2wTiCl3水溶液中有紫色、绿色两种异构体 紫色六水合三氯化钛Ti(H2O)6Cl3绿色六水合三氯化钛 Ti(H2O)5ClCl2H2O原因？ wTi3+具有强还原性-在空气中不稳定,需保存在惰性气中 (TiO2Ti3+)0.1V (Sn4+Sn2+)0.15V Ti3+ + Fe3+ TiO2+ + Fe2+ Ti3+ Cu2+ + Cl- CuCl + T
7、iO2+ H+ 第二节、V分族w B 族w V Nb Ta w 价电层结构: (n-1)d3ns2 Nb（ 4d45s1） 一、钒（Vanadium）w钒是一种银灰色的金属，在地壳中的丰度为0.015%，大大超过铜、锌、钙等普通元素的含量。w大部分钒呈分散状态(以氧化态3+，5+存在于矿物中)，且钒几乎不生成自己的矿物而分散在铁矿或铝矿中。 钒被列为稀有金属。-因提取和分离比较困难，钒的性质w室温下钒的化学活泼性较低。不与空气、水、苛性碱作用，也不和非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸、浓硫酸、硝酸和王水中。 2V + 6HF = 2H3VF6 + 3H23V + 10HNO3 = 3VO(NO3)
8、2 + 4NO+ 5H2Ow在高温时，钒能和大多数非金属化合，并可与熔融的苛性碱发生作用。 2V + O2 =2VO 4V + 3O2 = 2V2O3 2V2O3 + O2 = 4VO2 4V + 5O2 = 2V2O5 V + 2Cl2 = VCl4钒的主要用途w冶炼特种钢。 钒钢具有很大的强度、弹性、以及优良的抗磨损和抗冲击的性能。广泛用于结结构钢、弹簧钢、工具钢、装甲钢和钢轨构钢、弹簧钢、工具钢、装甲钢和钢轨。特别对汽车和飞机制造业有重要意义。w钒的盐类的颜色五光十色，如二价钒盐常呈紫色，三价钒盐呈绿色，四价钒盐呈浅蓝色，而五氧化二钒是红色的。这些色彩缤纷的钒的化合物被制成鲜艳的颜料，把
9、它们加到玻璃中制成彩色的玻彩色的玻璃璃，也可用来制造，也可用来制造彩色墨水彩色墨水。w钒的化合物大多数都是有毒的，吸入人体中会使人得肺水肿病。二、V2O5w五氧化二钒是钒的重要化合物之一。 它显橙黄色或砖红色，无嗅、无味、有毒。它大约在923K熔融，冷却时结晶成橙色针状结晶。它的结晶热很大，当迅速结晶时会因灼热而发光。V2O5性质w微溶于水，每100g水能溶解0.07gV2O5，溶液呈黄色，显酸性，pH值约为56。 V2O5 + 2H2O =HVO3 + H3VO4 （偏钒酸) （正钒酸）wV2O5为两性偏酸性的氧化物，主要显酸性： V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O
10、也具有微弱的碱性： V2O5 + H2SO4(pH1) = (VO2)2SO4 + H2Ow较强的氧化性。 V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O三、钒酸盐w易缩合 VO43-+H+ pH8.4 V3O93- pH 3 -8 V10O186- pH=2 V2O5 pH=1 VO2+w具有氧化性，还原产物与还原剂的还原性有关 VO2+ + Fe 2+ + H+ VO2+ + Fe3+ 兰色兰色 VO2+ + I- + H+ V3+ + I2 绿色绿色 VO2+ + Zn + H+ V2+ + Zn2+ 紫色紫色 （兰色兰色 绿色绿色 紫色紫色）w 正钒酸根离子正钒酸根离子VO43-是水合离子易与是水合离子易与H2O2作用。作用。在弱碱性、中性或弱酸性溶液中：在弱碱性、中性或弱酸性溶液中： VO43- + 2H2O2 = = VO2(O2)23- + 2H2O 黄色黄色在强酸性溶液中：在强酸性溶液中： VO43- + H2O2 + 6H+ = = V(O2)3+ 4H2O 红棕色红棕色 鉴定钒的反应，也可以用于钒的比色分析。鉴定钒的反应，也可以用于钒的比色分析。过渡金属元素小结过渡金属元素小结wP710
