无机化学-20过渡元素.教程文件.ppt

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1、无机化学-20过渡元素.1-3过渡元素的原子和离子半径同族元素比较，第五、六周期元素的原子或离子半径极为相近(镧系收缩的结果)。所以第五和第六周期的同付族元素及其化合物，性质相似，结构相似，以致给分离工作带来了困难。同周期元素比较，从左到右，原子或离子半径一般变小，但变化幅度很小，还出现个别反常现象21-5过渡元素化合物的一般性过渡元素的氢氧化物的酸碱性变化与主族元素的变化规律基本是相同的，但其递变过程不如主族明显。一、同周期元素比较，从左到右，碱性减弱，酸性增强。二、同族元素比较，从上到下，碱性

2、增强，酸性减弱。三、同元素不同价态比较，高价态酸性较强，低价态碱性较强。一、氢氧化物的酸碱性二、离子的颜色过渡元素的水合离子大部分都有一定的颜色，这是因为电子的跃迁能级一般在可见光的范围(d0结构的离子无色)：水合离子Ti3+V2+V3+Cr3+Mn2+Fe2+Fe3+Co2+Ni2+颜色紫红紫绿蓝紫肉色浅绿浅紫粉红绿三、容易形成配合物过渡元素具有很强的配位能力，其原因是：１、过渡元素的价电子轨道多(5个d轨道，１个s轨道，3个p轨道)。２、空价电子轨道可以接受配体电子对形成σ配键。３、填满的d电

3、子对可以与配体形成d-π反馈键。3第二节钛分族一、矿石的冶炼Ti主要矿物有金红石(TiO2)、钛铁矿(FeTiO3)，丰度为0.45%。钛的冶炼浓硫酸浸取钛矿粉还原除铁浸取液水解制H2TiO3过滤灼烧制TiO2氯化制TiCl4金属还原金属钛下面以钛铁矿为例分析各步反应4FeTiO3+3H2SO4＝Ti(SO4)2+FeSO4+3H2OFeTiO3+2H2SO4＝TiOSO4+FeSO4+2H2OTi(SO4)2＋H2O＝TiOSO4＋H2SO4TiOSO4＋2H2O＝H2TiO3↓＋H2SO4△H

4、2TiO3＝TiO2＋H2O△TiO2＋2C＋2Cl2＝TiCl4＋CO↑TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti5二、单质的性质1、氧化态价电子层氧化态E0A（MO2，H+/M）Ti3d24s2+3，+4-0.863、化学性质2Ti＋6HCl＝2TiCl3＋3H2↑Ti+6HNO3＝[TiO(NO3)2]+4NO2↑+3H2OTi+6HF=[TiF6]2-+2H++2H2↑2、物理性质Ti4+无色3d0而Ti3+有颜色63-2钛的化合物1、TiO2(俗称钛白)二氧化钛溶于浓硫酸所得溶是酸性的，但加

5、热煮沸发生水解，得到不溶于酸、碱的水合二氧化钛沉淀，即型钛酸，分子式也与成H2TiO3钛白不溶于水，溶于氢氟酸，浓硫酸等.重要白色颜料,纳米颗粒具有光催化作用.TiOSO4+2NaOH=TiO2·H2O+Na2SO4TiO2＋6HF＝H2[TiF6]＋2H2OTiO2＋2H2SO4＝Ti(SO4)2＋2H2OTiO2＋H2SO4＝TiOSO4＋H2O钛白是世界上最白的东西，1克钛白就可以把450平方厘米的面积涂得雪白，其遮盖性大于锌白，持久性大于铅白，是一种高级白色颜料。2、TiCl4TiCl4

6、＋3H2O＝TiO2↓＋4HCl发生水解：TiCl4＋H2O＝TiOCl2↓＋2HClTiO2+的检验：TiO2+＋H2O2＝TiO(H2O2)2+(弱酸中橙黄色，强酸中橙红色)TiCl4是分子型物质，无色液体，极易水解。由于Ti4+离子电荷高，半径小，极化力极强，所以在酸性溶液中主要存在TiO2+（钛酰离子）7三氯化钛Ti3+为d1构型离子，呈紫色，具有较强的还原性TiCl3的制备2TiCl4(无色)＋Zn＝2TiCl3(紫色)＋ZnCl22Ti＋6HCl＝2TiCl3＋3H2↑TiCl3的热稳

7、定性>723KTiCl3＝TiCl4＋TiCl2>973KTiCl3＝TiCl4＋TiTi3+的还原性TiO2+＋2H+＋eTi3+＋H2OＥ°＝0.1VTi2(SO4)3+Fe2(SO4)3=2Ti(SO4)2+2FeSO4Ti3+具有比Sn2+更强的还原能力!!此反应用于Ti3+的滴定,用KSCN作指示剂8习题根据以下实验说明产生各种现象的原因并写出有关反应方程式。（1）打开装有四氯化钛的瓶塞，立即有白烟；（2）向此瓶中加入浓浓盐酸和金属锌时，生成紫色溶液；（3）再缓慢加入氢氧化钠至溶液呈

8、碱性，则析出紫色沉淀；（4）沉淀过滤后，先用硝酸，然后用稀碱溶液处理，有白色沉淀生成；解:<1>.TiCl4发生水解冒白烟：TiCl4＋3H2O==H2TiO3＋4HCl<2>.TiCl4被还原：TiCl4＋2HCl==TiCl62-＋2H+2TiCl6＋Zn==ZnCl2＋2TiCl3(紫色)＋2Cl-<3>.反应生成Ti(OH)3紫色沉淀：TiCl3＋3NaOH==Ti(OH)3↓＋3NaCl<4>.Ti(OH)3被硝酸氧化为TiO(NO3)2，用稀碱处理生成钛酸沉淀：3Ti(