钛及其化合物性质(补充))
钛离子半径
钛离子半径钛离子半径是指钛元素在离子化过程中所形成的离子的半径大小。
钛元素的原子半径为0.147纳米，属于中等大小的原子半径。
当钛元素失去电子形成正离子时，其钛离子半径会发生变化。
钛的电子结构为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2，当钛元素失去两个电子形成Ti2+离子时，其电子结构为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2。
钛离子半径比原子半径要小，这是因为失去电子后，离子中的正电荷数增加，电子云受到更强的引力作用，因此电子云收缩，导致离子半径减小。
钛离子半径的大小会影响到其在化学反应中的性质。
由于钛离子半径较小，其具有较高的电荷密度，容易与其他离子或分子发生化学反应。
钛离子在水溶液中可以与水分子形成配合物，如[Ti(H2O)6]2+。
此外，钛离子还可以与氧离子形成氧化物，如二氧化钛（TiO2）等。
钛离子半径的变化还会影响到钛化合物的晶体结构。
例如，当钛元素与氧元素形成钛氧化物（TiO2）时，钛离子半径较小，使得晶体结构更加紧密，具有较高的硬度和熔点。
这也是为什么钛氧化物常被用作耐高温材料的原因之一。
钛离子半径的变化还会影响到钛离子在晶体中的位置。
钛离子的半径较小，使得其常常占据着晶体中较小的位置，与其他离子形成稳定的晶体结构。
这也是为什么钛离子常常具有较高的配位数的原因之一。
钛离子半径是钛元素在离子化过程中的重要性质之一。
钛离子半径较小，具有较高的电荷密度，容易与其他离子或分子发生化学反应。
钛离子半径的变化还会影响到钛化合物的晶体结构和性质。
通过研究钛离子半径的变化，可以更好地理解钛化合物的化学性质和物理性质。
各种钛硫化合物与钛酸的性质及其化学反应(详细版)
各种钛硫化合物、钛酸的性质及其化学反应1. 偏钛酸A．物理化学性质偏钛酸（H2TiO3）是—种白色粉末，加热时变黄。
25℃时密度为4.3g/cm3。
偏钛酸不导电。
偏钛酸不溶于水，也不溶于稀酸和碱溶液中，却溶于热浓硫酸中。
偏钛酸的酸性表现为在高温下能与金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐烧结生成相应的钛酸盐；与金属卤化物反应也生成钛酸盐，并析出卤化氢。
偏钛酸是不稳定化合物，在煅烧时发生分解，生成TiO2。
偏钛酸脱水的起始温度为200℃，300℃时已达到较大的脱水速度，但需在高温下才能脱水完全。
偏钛酸不溶于水，也不溶于稀酸和碱溶液中，却溶于热浓硫酸。
偏钛酸是不稳定化合物，在煅烧时发生分解，生成TiO2。
B．制取方法偏钛酸可由金属钛与40%硝酸反应生成：3Ti＋4HNO3＋H2O＝3H2TiO3＋4NO。
金属钛与氨中的过氧化氢反应也能生成偏钛酸：Ti＋5H2O2＋2NH3＝H2TiO3＋7H2O＋N2TiCl4在沸腾水中水解也可生成偏钛酸：TiCl4＋3H2O＝H2TiO3＋4HCl。
钛白生产过程中，Ti(SO4)2和TiOSO4的酸性溶液在沸水中水解生成偏钛酸沉淀。
在140℃或在真空中干燥正钛酸时，也会生成偏钛酸。
2. 正钛酸A．物理化学性质正钛酸通常是无定型的白色粉末。
它是一种不稳定的化合物，热水洗涤、加热或长时间在真空中干燥时便转化为偏钛酸。
正钛酸不溶于水和醇中，但易转化为胶体溶液。
正钛酸是两性氢氧化物，它在常温下易溶于无机酸和强有机酸中，也能溶于热的浓碱溶液中。
在水溶液中，正钛酸通常以水化物的形式存在，在pH＝7时为二水正钛酸，而在pH<7（即酸性）的溶液中存在下列平衡转化：Ti(OH)4(H2O)2＋OH3＋[Ti(OH)3(H2O)3]＋＋H2O[Ti(OH)3(H2O)3]＋＋OH3＋[Ti(OH)2(H2O)4]2＋＋H2O[Ti(OH)2(H2O)4]2＋＋OH3＋[Ti(OH)(H2O)5]3＋＋H2O在pH >7（即碱性）的溶液中存在下列平衡：Ti(OH)4(H2O)2＋OH－[Ti(OH)5(H2O)]－＋H2O[Ti(OH)5(H2O)]－＋OH－[Ti(OH)6]2－＋H2OB．制取方法硫酸或盐酸的二氧化钛溶液与碱金属氢氧化物或碳酸盐反应，反应生成物在常温下干燥则可得到正钛酸。
钛的发展史
钛的发展史1791年英国牧师W．格雷戈尔(Gregor)在黑磁铁矿中发现了一种新的金属元素。
1795年德国化学家M．H．克拉普鲁斯(Klaproth)在研究金红石时也发现了该元素，并以希腊神Titans命名之。
1910年美国科学家M．A．亨特(Hunter)首次用钠还原TiCI：制取了纯钛。
1940年卢森堡科学家W．J．克劳尔(kroll)用镁还原TiCl：制得了纯钛。
从此，镁还原法(又称为克劳尔法)和钠还原法(又称为亨特法)成为生产海绵钛的工业方法。
美国在1948年用镁还原法制出2t海绵钛，从此达到了工业生产规模。
随后，英国、日本、前苏联和中国也相继进入工业化生产，其中主要的产钛大国为前苏联、日本和美国。
钛是一种新金属，由于它具有一系列优异特性，被广泛用于航空、航天、化工、石油、冶金、轻工、电力、海水淡化、舰艇和日常生活器具等工业生产中，它被誉为现代金属。
金属钛生产从1948年至今才有半个世纪的历史，它是伴随着航空和航天工业而发展起来的新兴工业。
它的发展经受了数次大起大落，这是因为钛与飞机制造业有关的缘故。
但总的说来，钛发展的速度是很快的，它超过了任何一种其他有色金属的发展速度。
这从全世界海绵钛工业发展情况可以看出：海绵钛生产规模60年代为60kt/a，70年代为1lOkt/a，80年代为130kt/a，到1992年已达140kt/a。
实际产量1990年达到历史最高水平，为105kt/a。
目前，世界海绵钛生产厂家和生产能力列于表1—1。
进入90年代后，由于军用钛量减少和俄罗斯等一些国家抛售库存海绵钛，使前几年市场疲软。
1995年钛的市场开始回升，主要由于B777等民用飞机和高尔夫球杆等民用钛量大幅度增加，1996年钛的需求量达到一个新的高点。
专家预测今后几年内钛的需求量将继续较大幅度增长。
目前妨碍钛应用的主要原因是价格贵。
可以预料，随着科学技术的进步和钛生产工艺的不断完善、扩大企业的生产能力和提高管理水平、进一步降低钛制品的成本，必然会开拓出更广泛的钛市场。
钛,钒,铬,锰
钛、钒、铬、锰1. 实验目的掌握钛、钒、铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件。
练习沙浴加热操作。
2. 实验用品仪器：试管、台秤、沙浴皿、蒸发皿固体药品：二氧化钛、锌粒、偏钒酸铵、二氧化锰、亚硫酸钠、高锰酸钾液体药品：H2SO4（浓，1mol·L－1），H2O2（3%）、NaOH（40%，6mol·L-1，2mol·L-1，0.1mol·L-1），TiCl4、CuCl2（0.2mol·L-1）、HCl（浓，6mol·L-1，2mol·L-1，0.1mol·L-1）、NH4VO3（饱和）、K2SO4·Cr2（SO4）3·24H2O（0.2mol·L-1）、NH3·H2O（2mol·L-1）、K2Cr2O7（0.1mol·L-1）、FeSO4（0.5mol·L-1）、K2CrO4（0.1mol·L-1）、AgNO3（0.1mol·L-1）、BaCl2（0.1mol·L-1）、Pb(NO3)2（0.1mol·L-1）、MnSO4(0.2mol·L-1，0.5mol·L-1)、NH4Cl(2mol·L-1)、NaClO（稀）、H2S（饱和）、Na2S（0.1mol·L-1、0.5mol·L-1），KMnO4(0.1mol·L-1)、Na2SO3(0.1mol·L-1)。
材料：pH试纸、沸石3. 实验内容（1）钛的化合物的重要性质1）二氧化钛的性质和过氧钛酸根的生成在试管中加入米粒大小的二氧化钛粉末，然后加入2mL浓H2SO4，再加入几粒沸石，摇动试管加热至近沸（注意防止浓硫酸溅出），观察试管的变化。
冷却静置后，取0.5mL溶液，滴入1滴3%的H2O2，观察现象。
钛的耐磨化合物
钛碳化物（TiC）是一种非常硬的陶瓷材料，具有优异的耐磨性能。它的硬度接近于金刚 石，可以用于制造切削工具、磨料和磨具等。钛碳化物还具有优异的耐高温性能和化学稳定 性，可以在极端条件下使用。
钛氮化物（TiN）也是一种耐磨陶瓷材料，具有类似的硬度和耐高温性能。它的特点是具 有金黄色的外观，可以用作镀层材料，提供金属表面的耐磨性和装饰效果。钛氮化物镀层常 用于刀具、模具和机械零件等领域。
钛的耐磨化合物
除了钛碳化物和钛氮化物，钛还可以与其他元素形成耐磨化合物，如钛铝化物（TiAl）和 钛硅化物（TiSi）。这些化合物也具有优异的耐磨性能，可以在特定应用中使用。
22.钛和钒
Ø 钽具有低生理反应和不被人体排斥性能，用于制 作修复骨骼的金属板材、缝合神经的丝和箔。
Ø 从电极电势看，钒是强还原剂，但由于容易呈 钝态，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，
钒的单质
Ø 但溶于氢氟酸、浓硫酸、硝酸和王水中。
Ø 与活泼非金属(卤素和氧)直接形成化合物。 Ø 与氢形成金属型氢化物：
如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 Ø 与硼、碳、氮形成间充型化合物。
d区元素的化学性质
E (Ni2+/Ni) =－0.2363V E (Pd2+/Pd) = +0.92V E (Pt2+/Pt) = +1.2V(估计值)
金属钛
金红石
金属钛的提取
v 钛在地壳中的储量相当丰富(0.45%)，主要矿物是 钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2
v 金属钛主要采用还原TiO2的方法：
9000C
TiO2 + 2C + 2Cl2
TiCl4 + 2CO
Ar气、6000C
TiCl4 + 2Mg
Ti + 2MgCl2
金属钛的化学性质
钛的重要化合物---TiO2
Ø 纯TiO2是白色难熔固体，难溶于水。 Ø 两性，以碱性为主
Ø 难溶于稀酸，可溶于浓硫酸
TiO2 + H生2S成O4T→iOT2+i,O而SO不4 是+ HTi24O+
因为电荷多、半径小，极易水解 Ø 溶于浓碱
TiO2 +Ti24N+ +aOHH2O(浓) T△i(ONHa)32+T+iOH3++ H2O
钛金属的主要物理性能
第2章2．1 钛的基本性质C1～8]工业纯钛钛的矿物在自然界中分布很广，处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe—TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0．6％，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1Ug／L，在海底结核中也含有大量的钛。
钛的基本性质主要包括以下几个方面。
2．1．1 物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。
钛属难熔金属，原子序数为22，。
相对原子质量为47．90，位于周期表ⅣB族。
钛有两种同素异构体，。
—Ti在882'C以下稳定，为密排六方晶格(hcp)结构；p—Ti在882~C与熔点1678~C之间稳定存在，具有体心立方晶格(bbc) 结构。
在882~C发生。
一p转变。
—Ti的点阵常数(20'C)为a＝0．2950nm，‘＝0．4683nm，‘／o/=1.587；p—Ti的点阵常数为o=0.3282nm(20℃)或o= 0.3306nm(900~C)。
钛的密度为4．51g／cm3，只相当于钢的57％，属轻金属。
钛的熔点较高，导电性差，热导率和线膨胀系数均较低，钛的热导率只有铁的1／4，是铜的1／7。
钛无磁性，在很强的磁场下也不会磁化，用钛制人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。
当温度低于0.49K时，钛呈现超导电性，经合金化后，超导温度可提高到9～10K，钛的基本物理性能数据列于表2—1。
┌───────────────┬────────┐│名称│数值│├───────────────┼────────┤│相对原子质量│47．9 │├───────────────┼────────┤│原子半径／nm │0．145 │├───────────────┼────────┤│e—Ti-~-Ti相变潜热／(kJ／mo1) │3．47 │└───────────────┴────────┘比密度续表2．1，2 力学性能室温下纯钛的晶体结构为密排六方结构，其点阵长短轴比c／aGl．633，室温变形时主要以<1010}<1210>柱面滑移为主，并常诱发孪生[9]；钛同时兼有钢(强度高)和铝(质地轻)的优点。
第38讲-钛钒铬锰及其化合物(课件)
CaTiO3
TiCl4
水解
Ti
TiO2
TiCl4
TiCl3 TiOSO H2TiO3 TiN
4
四氯化钛需要加入大量的水，同时加热，生成水合二氧化钛：
Ti4++(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H+ 价态越高越容易水解（与离子极化力有关），水解是吸热过程， 加热促进水解；越稀释水解程度越大。
四氯化钛在空气中发烟，是水解生成的氯化氢与空气中的水蒸气 形成酸雾：TiCl4 + 2H2O = TiO2↓ + 4HCl
(1)用盐酸酸浸时，为使酸浸速率加快，可采取的措施是(至少写2条) 适当增大盐酸浓度；适当升高温度；搅拌、减小钛铁矿粒径等 生主要反应的离子方程式为 FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O
，发 。
【经典再现】四氯化钛是制取海绵钛和氯化法钛白(二氧化钛)的主要原料，用于制造颜料和钛有机 化合物以及国防上用的烟幕剂。同时也是制取航天航空工业材料-钛合金的重要原料，由钛铁矿(主 要成分是FeTiO3，含有少量Fe2O3、SiO2、Al2O3等杂质)，制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图： 已知：Ⅰ.①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe3++Fe=3Fe2+、2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O、Ti3+(紫色)+ Fe3++H2O =2TiO2+(无色)+Fe2++2H+； Ⅱ.四氯化钛的熔点-25.0℃，沸点136.4℃，SiCl4的熔点-68.8℃，沸点57.6℃。
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高三8班高考常考元素知识补充---钛 1 钛及其化合物性质
1、自然界存在： 钛在自然界存在丰度0.42%，在所有元素居第10位，我国含量丰富。钛的主要钛铁矿（FeTiO3）和金红石（TiO2）。 2、钛单质 阅读：【纯钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g／cm3，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近1000K，比钢高近500K。钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。 液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。 钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加80%。同时，钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。 钛具有“亲生物“’性。在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。 钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实】 3、钛的冶炼 钛在1791年被发现，而第一次制得纯净的钛却是在1910年，中间经历了一百余年。原因在于：钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。 工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛，再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿（精矿），发生下面的化学反应： FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4 == Fe2(SO4)3+3H2O 为了除去杂质Fe2(SO4)3，加入铁屑，Fe3+ 还原为Fe2+，然后将溶液冷却至273K以下，使得FeSO4.7H2O（绿矾）作为副产品结晶析出。 Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏钛酸沉淀，反应是： Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4 高三8班高考常考元素知识补充---钛 2 锻烧偏钛酸即制得二氧化钛： H2TiO3 == TiO2+H2O 工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2（或天然的金红石）和炭粉混合加热至1000～1100K，进行氯化处理，并使生成的TiCl4，蒸气冷凝。 TiO2＋2C＋2Cl2＝TiCl4＋2CO
在1070K 用熔融的镁在氩气中还原TiCl4可得多孔的海绵钛： TiCl4＋2Mg＝2MgC12＋Ti 4、钛常见化合物 (1) 二氧化钛 钛白是经过化学处理制造出来的纯净的二氧化钛，它是重要的化工原料。制取钛白的方法主要有两种：一种是用干燥的氧气在923～1023K对四氯化钛进行气相氧化： TiCl4 + O2 ＝ TiO2 + 2Cl2 另一种是硫酸法，在此法中，首先使磨细的钛铁矿同浓硫酸（浓度在80％以上，温度在343～353K）在不断地通入空气并搅拌的条件下进行反应，制得可溶性硫酸盐： FeTiO3 + 2H2SO4 ＝ TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O 由于这一反应是放热的，反应剧烈时，温度可上升到473K左右。用水浸取固相物，得钛盐水溶液，通称钛液。制取钛白时，关键的一环是使钛液水解，制得水合二氧化钛沉淀： TiOSO4 + 2H2O ＝ TiO2·H2O + H2SO4 根据中和－水解平衡移动原理可知，钛液的浓度、酸度及温度均能影响水解反应的进行，浓度越小，酸度越小，温度越高，水解反应越容易发生。因此，钛液的水解有稀释水解、加碱中和水解和加热水解三种方法。目前大量应用的是加热水解法。虽然钛液浓度较大，酸度较高，但只要加热提高钛液的温度，也能促使水解的发生，使水合二氧化钛沉淀析出。为了提高钛液的温度，以便加快水解反应速度，提高水解率，常常要在加压的条件下进行加热水解。这样也可使生成的沉淀颗粒比较紧密：产品钛白有较好物理性能。将水解所得的水合二氧化钛（一般称为偏钛酸，即 型钛酸）过滤洗涤，然后在高温下（1173～1223K）锻烧，即得产品钛白。二氧化钛受热时为浅黄色，冷下来呈白色。 在制取钛白的过程中，需要测定钛液中Ti(IV)的含量。测定时首先往钛液中加铝片，将Ti(IV)还原为Ti3+： 3Ti(IV) + Al ＝ 3Ti3+ + Al3+然后，通过测定Ti3+，得知钛液中Ti(IV)的含量。 Ti3+离子有还原性，其还原能力比Sn2+离子还要强。根据： TiO2+（水） + 2H+ + e-＝ Ti3+ + H2O Fe3+ + Fe ＝ Fe2+ Ti3+离子可以还原Fe3+离子： Ti3+ + Fe3+ ＝ Ti(IV) + Fe2+ 根据这个反应，以KSCN为指示剂，用标准的Fe3+溶液，以滴定法测定溶液中Ti3+的含量。滴定时，Fe3+稍一过量，即与SCN-生成血红色的[FeSCN]2+表示反应已达终点。 钛白的用途很广泛。由于它化学性质稳定，物理性能优异，兼有铅白的遮盖性能和锌白的高三8班高考常考元素知识补充---钛 3 持久性能；常用来作高级白色颜料，在造纸工业中作填充剂，合成纤维中作消光剂。 将二氧化钛与碳酸钡一起熔融（加入氯化钡或碳酸钠作助熔剂）得偏钛酸钡： TiO2 + BaCO3 ＝ BaTiO3 + CO2↑ 偏钛酸钡具有显著的“压电性能”，用于超声波发生装置中。
二氧化钛不溶于水或稀酸，但能溶于热浓硫酸或熔化的硫酸氢钾中，如： TiO2 + H2SO4 ＝ TiOSO4 + H2O 二氧化钛溶于浓硫酸所得溶液虽然是酸性的，但加热煮沸也能发生水解，得到不溶于酸、碱的水合二氧化钛（即 型钛酸）。若加碱于新制备的钛盐的酸性溶液，得到新鲜水合二氧化钛（即型钛酸），其反应活性比 钛酸大，能溶于稀酸，也能溶于浓碱。溶于浓氢氧化钠后，从溶液中可以结晶析出化学式为Na2TiO3·nH2O的水合钛酸盐。 将钛酸(TiO2·xH2O)或二氧化钛用浓硫酸加热转化，生成硫酸氧钛TiOSO4或称硫酸钛酰，它为白色粉末，能溶于冷水中，热水会使它分解。 TiOSO4 + H2O ＝ TiO2 + H2SO4 自由状态的硫酸钛正盐Ti(SO4)2尚未能确定其存在。另一方面，已知有M(I)2[Ti(SO4)3]型三硫酸基钛酸盐，例如铵盐(NH4)2[Ti(SO4)3]·2H2O。
在白然界中广泛存在得钛铁矿是偏钛酸铁FeTiO3。可注意的是，它和Fe2O3属同晶形。因此，钛铁矿共存于赤铁矿(Fe2O3)中，其中TiO2含量最高，竟达7％。
（2）三价钛化合物
用锌及酸还原四价钛化合物溶液，或用电解还原法，容易获得三价钛化合物。三价钛离子呈紫色，具有强烈的还原性，比二价锡的还原性还要强得多。将四氯化钛和多量氢的混合气体导过灼热管即可制取无水三氯化钛TiCl3，它为紫色粉末。三氯化钛若在700℃于氢气流中加热，就变为TiCl2和TiCl4。用锌处理四价钛盐的盐酸溶液，或将钛溶于盐酸中，得三氯化钛的水溶液，可以结出六水合三氯化钛TiCl3·6H2O的紫色晶体。如果在浓的溶液上面，加一层无水乙醚，并导入氯化氢至饱和，可由绿色的乙醚溶液中得绿色的六水合物。 重要的钛卤化物有TiCl3、TiCl4和TiI4。
室温下，钛不与热碱反应，不与一般无机酸反应，但可溶于氢氟酸 Ti + 6HF===[ TiF6]2- +2H+ + 2H2
TiCl4 分子晶体，常温下是一种无色液体。极易发生水解，暴露在空气中会发烟，故可用于制作烟雾弹： TiCl4 +2H2 O ＝ TiO2 + 4HCl 高三8班高考常考元素知识补充---钛 4 钛相关高考试题
【2017年高考试题全国1卷】27（14分）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。工艺流程如下：
回答下列问题： （1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为_______________________________________________。 （2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式_______________________________________________。 （3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水，氨水反应40 min所得实验结果如下表所示 ：
温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O转化率% 92 95 97 93 88 分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因______________________________。 （4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。 （5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol/L，此时是否Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2
的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_____________。 【答案】（1）100℃、2h，90℃，5h （2）FeTiO3+ 4H++4Cl− = Fe2++ 24TiOCl + 2H2O （3）低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降 （4）4