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1、§20过渡金属（Ⅰ）§20-1引言§20-2钛副族§20-3钒副族§20-4铬副族§20-5锰副族§20-6重铬酸钠的生产§20-7无机物的颜色2021/9/41§20-1引言ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧScTiVCrMnFeCoNiYZrNbMoTcRuRhPdLa系HfTaWReOsIrPtAc系Sc、Y、La系-稀土元素（RE，17种）过渡元素-具有部分充填d或f壳层电子的元素。内过渡元素-La系、Ac系元素外过渡元素-La系、Ac系外(包括La、Ac)元素2021/9/42§20-2钛副族一、概述TiZrHf价电子层结构3d
2、24s24d25s25d26s2主要氧化数+3,+4+4+41.钛的主要矿物：钛铁矿：FeTiO3;金红石:TiO22.M(Ⅳ)化合物主以共价键结合,水溶液中以MO2+形式存在,且容易水解.2021/9/433.因镧系收缩Zr4+(80pm),Hf4+(79pm)离子半径相近,化学性质相似,分离困难.4.金属钛的性质、用途和制法物理性质：银白光泽，熔点较高(1933±10),密度比钢小,比铝大(2.7<4.54<7.9),机械强度大(大于铝,与钢近似),是热和电的良导体,可塑性大,易形成合金.因表面有致密、钝性氧化物保护膜,抗
3、腐蚀性强.新兴的结构材料,在航海和航空制造业上有广泛应用.制法:TiCI4+2Mg=Ti+2MgCI2;TiCI4+4Na=Ti+4NaCI2021/9/44化学性质:室温下稳定,不与稀酸、稀碱反应⑴高温下直接与许多非金属、金属反应TiN、TiC、TiB、TiB2等⑵与热浓盐酸,热硝酸,热硫酸及氢氟酸等反应2Ti+6HCI(浓)=2TiCI3+3H2↑2Ti+3H2SO4(浓)=Ti2(SO4)3+3H2↑Ti+4HNO3=H2TiO3↓+4NO2↑+H2OTi+6HF=TiF62-+2H++2H2↑2021/9/45二、钛的
4、重要化合物1.TiO2(金红石、钛白)性质:纯TiO2为白色,难溶于水的固体,两性偏碱.TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4（硫酸钛酰）+H2OTiO2+2NaOH(浓)=Na2TiO3+H2OTiO2+6HF=TiF62-+2H++2H2O偏钛酸钡，具有压电性能（在机械应力作用下，内部正、负电荷中心相对位移，而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷）。2021/9/46*制法：硫酸法思考：使硫酸钛酰水解反应正向进行的条件？稀释，降低酸度，提高温度。用途：化学性质相对稳定，覆盖能力强，折射率高，无毒-制高级白色油
5、漆。2021/9/472.TiCI4制法：TiO2+2CI2+2C=TiCI4+2CO性质：共价化合物，常温下为无色液体，易挥发，易溶有机溶剂，易水解，在潮湿空气中冒烟。TiCI4+3H2O=H2TiO3↓+4HCI↑-制烟幕弹TiCI4制其它化合物的原料。2021/9/483.Ti(Ⅲ）化合物2TiCI4+H2=2TiCI3(紫）+2HCI2TiCI4+Zn=2TiCI3（紫）+2ZnCI2Ti3+具有还原性，易被空气氧化。4Ti3++2H2O+O2=4TiO2++4H+2021/9/494.钛（Ⅳ）的配合物水溶液存在[Ti
6、(OH)2(H2O)4]2+简写TiO2+(不存在)[Ti(OH)4(H2O)2]--TiO2·4H2OOH-晶体中也不存在TiO2+TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4·H2O(TiO)n2n+2021/9/410Ti(Ⅳ）的化合物一般无色强酸中：红色稀酸或中性溶液:橙黄色比色分析pH<1,单核有色配离子:[Ti(O2)OH(H2O)4]+pH=1-3,双核配离子:Ti2O52+显色原因:O22-离子变形性较强的缘故.2021/9/411§20-3钒副族一、概述VNbTa价电子层结构3d34s24d35s25d36s2主
7、氧化数+2,+3,+4,+5+3,+5+5+5是钒族元素最稳定的氧化态钒族金属都是强还原剂，但容易呈钝态，室温下活性较低。Nb，Ta性质相近，共生。2021/9/412二、钒的重要化合物V5+与Ti4+相比，极化力更强，水溶液中不存在简单离子。V(Ⅴ)的存在形式酸中:钒氧基(VO2+,VO3+)碱中:含氧酸根(VO43-,VO3-)V(Ⅴ)的化合物一般有颜色.1.V2O52021/9/413物性:橙黄或砖红色粉末,无味、有毒（钒化合物均有毒），微溶于水，水溶液淡黄色显酸性。化性：⑴两性偏酸V2O5+6OH-=2VO43-+3H
8、2O（正钒酸盐，无色）V2O5+2H+(强酸pH<1)=2VO2++H2O(钒酰离子，淡黄)⑵中强氧化剂V2O5+6HCI=2VOCI2+CI2↑+3H2O2021/9/414用途:接触法制硫酸的催化剂,众多有机反应的催化剂,加入玻璃中可防止紫外线透过.2.钒酸盐随溶液中H+
