【正文】
鈦廣泛地用于制造渦輪的引擎、噴氣式飛機(jī)及化學(xué)工業(yè)和航海事業(yè)的各種裝備。 二氧化鈦在自然界中以金紅石或銳鈦礦的形式存在,為紅色或黃紅色晶體。 TiO2 與濃硫酸共熱時生成 Ti(SO4)2和 TiOSO4,后者稱為硫酸鈦酰,是一種 白色粉末 ,可溶于冷水,完全水解時生成鈦酸: 4 2 4 4 2 4T iO S O 3H O H T iO H S O??無機(jī)化學(xué) TiO2 具有兩性,將 TiO2 與強(qiáng)堿共熔即得鈦酸鹽。這兩種鈦酸都是 白色固體 ,不溶于水,具有兩性。 無機(jī)化學(xué) 純 TiCl4 是無色透明的液體,沸點(diǎn) 為 136℃ ,易水解: 4 2 2 2T iC l ( 2 ) H O T iO H O 4 H Clxx? ? ? ? TiO2 很穩(wěn)定,因此直接還原 TiO2 制備金屬鈦很困難。 釩易鈍化,常溫下在空氣中是穩(wěn)定的,能抵抗空氣氧化和海水腐蝕。 無機(jī)化學(xué) 二、釩的重要化合物 (一 ) 五氧化二釩 加熱偏釩酸銨可獲得極純的五氧化二釩 : 4 3 2 5 3 22 N H V O V O 2 N H H O?? 五氧化二釩呈 橙黃色 至 磚紅色 ,無臭、無味、有毒、微溶于水。制成游離的釩酸有偏釩酸 (HVO3)和四釩酸 (H2V4O11)。在水溶液中,存在下列平衡: 3 + 44 2 7 2 p H 1 3 2 V O 2 H V O H O???? ≥4 + 32 7 3 9 2 p H 8 .4 3 V O 6 H 2 V O 3 H O???? ≥3 + 63 9 1 0 2 8 2 8 p H 3 1 0 V O 1 2 H 3 [ V O ] 6 H O????無機(jī)化學(xué) 4+2 1 0 2 8 2 2 p H 3 [ H V O ] 1 4 H 1 0 V O 8 H O????6 + 51 0 2 8 1 0 2 8 [ V O ] H [ H V O ]???5 + 41 0 2 8 2 1 0 2 8 [ H V O ] H [ H V O ]??? 隨著 溶液 pH 的降低,單釩酸根逐漸脫水縮合而成多釩酸根。同多酸是由多個含氧酸分子彼此縮水而成。 + 2 + 3 + 2 +a2 1 .6 0 .3 4 0 .2 55 1. 18 /V V O V O V V VE ?+2VO VO2+ 具有較弱的氧化性,只有用較強(qiáng)的還原劑才能將其還原為 V3+; V2+ 和 V3+ 在空氣中易被氧化為 VO2+。雖然 Cr 和 Mo 元素具有相同的價層電子組態(tài),但由于受鑭系收縮的影響, Mo 元素與 Cr 元素在性質(zhì)上有許多不同,而與 W 元素在性質(zhì)上相近。鉻在金屬中硬度是最大的。在高溫下,鉻、鉬和鎢都能與活潑非金屬單質(zhì)反應(yīng),與碳、氫、硼元素也能形成化合物。 無機(jī)化學(xué) 硫還原重鉻酸鹽,均可制得三氧化二鉻: 2 2 34C r + 3O 2C r O4 2 2 7 2 3 2 2( N H ) Cr O Cr O N + 4 H O?↑ 2 2 7 2 3 2 4N a C r O + S C r O + N a S O 三氧化二鉻為 綠色晶體 ,硬度大,微溶于水,常用作綠色顏料或研磨劑。例如: 2 2 2 2 4 22 N a Cr O + 3 H O + 2 N a O H 2 N a Cr O + 4 H O在酸性溶液中, Cr3+ 的還原性很弱,強(qiáng)氧化劑才能將其氧化。由于溶液中水分子及其他配體共存, Cr3+ 也能形成含兩種或兩種以上配體的混合配位個體。但它們之間也存在著性質(zhì)上的差異, Cr3+ 能與濃氨水生成紫紅色的 [Cr(NH3)4(OH)2] 配離子,而 Al3+、 Fe3+ 不能與 NH3 形成穩(wěn)定的配位個體;又如 Cr(OH)3 和 Al(OH)3 的兩性顯著,而 Fe(OH)3 僅有微弱的兩性;再如 Cr(Ⅲ ) 在堿性溶液中具有還原性,能被氧化成為 Cr(Ⅵ ) 化合物,而 Fe(Ⅲ ) 還原性很弱, Al(Ⅲ ) 則不能形成更高氧化值的化合物。 無機(jī)化學(xué) 3 2 3 24Cr O 2 Cr O + 3 O CrO3 具有強(qiáng)氧化性,與有機(jī)物發(fā)生劇烈氧化還原反應(yīng),甚至發(fā)生燃燒。 227C r O ?24CrO ?無機(jī)化學(xué) (3) 沉淀反應(yīng):向鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中加入 Ag+、 Pb2+、 Ba2+ 等離子時,均可生成難溶性的鉻酸鹽沉淀。 無機(jī)化學(xué) (4)生成過氧化物:在 溶液中, 加入 H2O2 和乙醚時,可生成藍(lán)色過氧化物: 227C r O ?2+2 7 2 2 2 2 2Cr O 4H O 2H 2 Cr O ( O ) 5H O? ? ? ?2 2 2 5 2 2 2 2 5 2C r O ( O ) + ( C H ) O [ C r O ( O ) ( C H ) O ]?(藍(lán)色 ) 這是鑒 定 Cr(Ⅵ )的靈敏反應(yīng)。 ↓ 無機(jī)化學(xué) 鎢在氧氣中燃燒或?qū)㈡u酸脫水,可以制得三氧化鎢。 無機(jī)化學(xué) (二 ) 鉬和鎢的含氧酸及其鹽 MoO3 溶于堿溶液生成鉬酸鹽。鉬酸 飽和溶液的質(zhì)量濃度約 為 1 g白色的鎢酸經(jīng)長時間煮沸后,轉(zhuǎn)化為 黃色 的鎢酸。當(dāng)鉬酸鹽溶液 的 pH 逐漸減小時,鉬酸鹽逐漸聚合成二鉬酸 ( )、三鉬酸 ( )等一系列的同多酸鹽。加熱時,錳與鹵素單質(zhì)猛烈地發(fā)生反應(yīng)。錳是特種合金鋼的重要組成元素,當(dāng)鋼中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 時 稱為 錳鋼 。 (2) 沉淀反應(yīng): Mn2+ 與 S 、 、 及大多數(shù)弱酸根離子生成難溶性沉淀,其中肉色 的 MnS 沉淀可作為 Mn2+ 的鑒定反應(yīng)。 Mn2+ 與一些強(qiáng)場配體作用時,也可形成低自旋配位個體。 (2) 配位性:錳 (Ⅳ )可形成較穩(wěn)定的配位個體,如 MnO2 與 HF 和 KHF2 作用時,可生成金黃色的六氟合錳 (Ⅳ ) 酸鉀晶體: 2 2 2 6 2MnO + 2K H F + 2H F K [ MnF ] + 2H O無機(jī)化學(xué) (三 ) 錳 (Ⅶ) 化合物 最重要的錳 (Ⅶ) 化合物是高錳酸鉀。 4MnO ?4MnO ? 24M nO ?無機(jī)化學(xué) +4 2 2 24Mn O + 4H 4M nO + 3O + 2H O? ↑ ↓ 光對 KMnO4 的分解反應(yīng)具有催化作用,因此應(yīng)把 KMnO4 溶液保存在棕