钛与稀硫酸反应方程式
加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛,Ti+H2SO4=TiSO4+H2;2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2
加热的浓硫酸可被钛还原,生成SO2,
2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O
钛与5%的硫酸有明显的反应,在常温下,约40%的硫酸对钛的腐蚀速度最快,当浓度大于40%,达到60%时腐蚀速度反而变慢,80%又达到最快。加热的稀酸或50%的浓硫酸可与钛反应生成硫酸钛,加热的浓硫酸可被钛还原,生成SO2。Ti+H2SO4=TiSO4+H2 2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2 2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O Ti(SO4)2 溶于稀硫酸而成紫色溶液。
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
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TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4
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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
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TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O
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H2TiO3+H2SO4
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
这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼,最后制成各种钛材。
在腐蚀性很强的海水里,用金属钛做潜水艇外壳;还有在人体里,用金属钛做人造假肢等也都说明了钛在常温下相当稳定。
但在加热条件下,会开始溶于各种酸和碱,并且随着温度的升高,钛就越容易被溶解。
在温度较高时,钛会被硫酸溶解,质量分数40%的硫酸和80%的硫酸对钛的溶解最强。一般认为浓硫酸的质量分数在70%以上(98%的浓硫酸最稳定,也最常见),所以钛在质量分数接近80%的浓硫酸中溶解速度会很快,如果浓度太高,溶解速度会大大降低。
综上:
在温度较高时,钛管在质量分数接近80%的浓硫酸中溶解较快,浓度更高的浓硫酸溶解速度很慢;如果是常温下,可认为几乎不溶解。
因四价钛离子易水解为TiO2+,故难得到正盐硫酸钛 Ti(SO4)2,虽一般认为过量强酸能一定程度抑制其水解,但其游离形式是否存在仍有待研究证实。
316不锈钢因添加Mo元素,使其耐蚀性、和高温强度有较大的提高,耐高温可达到1200-1300度,可在苛酷的条件下使用。
316不锈钢耐酸性能参考如下:
质量浓度85-89%,温度50-70C,流速>2.1m/s
年腐蚀速率大约是12mm;
质量浓度11-20%,温度50-70C,流速>2.1m/s
年腐蚀速率大约是7mm。
Ti+ 6HF ===H2TiF6 +2H2
生成的氟钛酸是强酸
钛加热时与盐酸,硫酸,磷酸,草酸,乙酸溶液反应是因为钛的金属活动性位于氢前,但常温下钛表面的一层氧化膜保护了它,加热时这层膜就被破坏了,生成钛(III)盐与氢气
故选:C.