《无机化学》课程教学资源（PPT课件）第二十章 钛副族、钒副族

无机化学多媒体电子教案第20章钛钒副族

2025/12/27 无机化学 第二节钛族、钒族元素 无机化学多媒体电子教案 第20章 钛 钒副族

20-1钛族、钒族元素概述TiZrHfRfIVB分散稀有元素铲d区Dba稀有金属VB钒锯钼，Rf、Db为人工合成放射性元素

2025/12/27 无机化学 13-2-1 钛族、钒族元素概述 20-1 钛族、钒族元素概述 d区 ⅣB Ti Zr Hf Rf 钛 锆 铪 ⅤB V Nb Ta Db 钒 铌 钽 Rf、Db为人工合成放射性元素 稀有金属 分散稀有元素

20-1钛族、钒族元素概述TiZrHfRfIVB钛锆铪铲于1789年被发现，到1910年才制得纯钛其相对丰度比较高，列第九位。含量比Ni、Cu、Zn、Pb、Sn、Hg等常见元素还多。因为它难提炼，应用晚，所以称稀有元素

2025/12/27 无机化学 d区 ⅣB Ti Zr Hf Rf 钛 锆 铪 ⅤB V Nb Ta Db 钒 铌 钽 于1789年被发现，到1910年才制得纯钛, 其相对丰度比较高, 列第九位。含量比Ni、 Cu、Zn、Pb、Sn、Hg等常见元素还多。因为 它难提炼,应用晚,所以称稀有元素。 20-1 钛族、钒族元素概述

钛(Ti)提取钛矿比较分散，重要的矿石有：金红石（TiO）、钛铁矿（FeTiO）钒钛铁矿（攀枝花）通常采用900CTiCL + 2C0Ti0,+ 2C + 2ClAr 800CTi + 2MgClTiCl + 2Mg

2025/12/27 无机化学 钛(Ti) 提取 钛矿比较分散，重要的矿石有： 金红石(TiO2)、钛铁矿(FeTiO3)、 钒钛铁矿(攀枝花) 通常采用 TiO2+ 2C + 2Cl2 TiCl4+ 2CO 9000C TiCl4+ 2Mg Ti + 2MgCl2 Ar、8000C

钛(Ti)具有光泽的银白色金属密度小、硬度大，表面形成一层氧化物保护膜，抗腐蚀性强，可用来制造超音速飞机、潜艇和化工设备为“生物金属”，易与肌肉生长在一起可用作人工关节室温下稳定，高温下可与许多非金属和水蒸气反应

2025/12/27 无机化学 钛(Ti) 具有光泽的银白色金属 密度小、硬度大，表面形成一层氧化 物保护膜，抗腐蚀性强，可用来制造 超音速飞机、潜艇和化工设备 为“生物金属”, 易与肌肉生长在一起， 可用作人工关节 室温下稳定，高温下可与许多非金属 和水蒸气反应

钛(Ti)室温下能缓慢溶于浓HCI或热、稀HCI2Ti + 6HCI -→ 2TiCI + 3H与HNO,反应，生成HTiOTi + 4HNO, -→ HTiO,| +4NO,I +HO溶于HF酸Ti+ 6HF → 2H++[TiF]2-+2H

2025/12/27 无机化学 钛(Ti) 与HNO3反应，生成H2TiO3 室温下能缓慢溶于浓HCl或热、稀HCl Ti + 4HNO3 → H2TiO3 +4NO2 + H2O 溶于HF酸 Ti + 6HF → 2H+ + [TiF6 ] 2− + 2H2 2Ti + 6HCl → 2TiCl3+ 3H2

锆(Zr)、铪(Hf)锆用作耐腐蚀材料和反应堆核燃元件的外壳材料铪用作反应堆的控制棒锆和铪性质相似，分离困难分离方法自前主要有：1.离子交换法：用强碱型酚醛树脂R-N(CH)CI作阴离子交换剂2.溶剂萃取法：用三辛胺萃取锆的硫酸盐

2025/12/27 无机化学 锆(Zr)、铪(Hf) 锆用作耐腐蚀材料和反应堆核燃元件 的外壳材料 铪用作反应堆的控制棒 锆和铪性质相似，分离困难 分离方法目前主要有： 1. 离子交换法: 用强碱型酚醛树脂 R-N(CH3)3Cl-作阴离子交换剂 2. 溶剂萃取法：用三辛胺萃取锆的硫酸盐 +

20-1-2钛的重要化合物价电子构型3d24s2钛(Ti)+3+4氧化数主要Ti02TiCl3M(I)TiO3化合物TiCl4TiOSO4

2025/12/27 无机化学 13-2-2 钛的重要化合物 20-1-2 钛的重要化合物 钛(Ti)——价电子构型3d24s2 氧化数 +4 +3 主要 化合物 TiO2 M(II)TiO3 TiOSO4 TiCl4 TiCl3

二氧化钛(TiO2)一钛白性质生成TiO2+，而不是Ti4因为电荷多、半径小，极易水解Ti4+ + H,OTi(OH)3+ + HTi(OH)3+ +H,O Ti(OH)+ + H-H,OTiO2+难溶于稀酸,可溶于浓硫酸TiO, + H,SO.(浓) TiOSO,+ H,O(硫酸氧钛)

2025/12/27 无机化学 二氧化钛(TiO2 )—钛白 纯TiO2是白色难熔固体，难溶于水 有三种晶形,金红石、锐钛型、板钛型 两性，以碱性为主 TiO2 + 2NaOH(熔融) Na2TiO3 + H2O △ 溶于浓碱 △ 难溶于稀酸，可溶于浓硫酸 TiO2 + H2SO4(浓) TiOSO4 + H2O (硫酸氧钛) 生成TiO2+ , 而不是Ti4+ 因为电荷多、半径小，极易水解 Ti4+ + H2O Ti(OH)3+ + H+ Ti(OH)3+ + H2O Ti(OH)2 + H+ -H2O TiO2+ 2+

二氧化钛(TiO,)一钛白性质纯TiO,是白色难熔固体，难溶于水有三种晶形，金红石、锐钛型、、板钛型两性，以碱性为主可溶于氢氟酸化学性质不活泼;盖能力强+拆射率高无毒，可制造高级白色油漆和白色颜料具有半导体性能，是光催化反应常用的半导体材料是乙醇脱水、脱氢的催化剂

2025/12/27 无机化学 二氧化钛(TiO2 )—钛白 纯TiO2是白色难熔固体，难溶于水 有三种晶形,金红石、锐钛型 、板钛型 两性，以碱性为主 可溶于氢氟酸 TiO2 + 6HF → [TiF6] 化学性质不活泼, 覆盖能力强 2- + 2H+ + 2H 、折射率高 2O 、 无毒，可制造高级白色油漆和白色颜料 具有半导体性能，是光催化反应常用的 半导体材料 是乙醇脱水、脱氢的催化剂