三价钛离子和四价钛离子如何区别
钛的重要化合物主要包括氧化物、钛酸、偏钛酸及其盐,还有就是卤化物及含氧酸。
氧化物: TiO2(自然界中称金红石,为红色或桃红色。纯净的TiO2称为钛白粉为白色) Ti2O3(紫色粉末,六方晶系结构)
酸:Ti(OH)4钛酸白色粉末状固体
卤化物:TiCl4(无色、发烟液体,有刺激性气味,极易水解生成TiO2) TiCl3水溶液为紫红色,+3价的钛离子有较强的还原性,不稳定,易被氧化成+4价
根据Ti的化合价来分。
+2价的TiCl2、TiBr2和TiI2都是黑的,TiS是棕黄的,不过它们都很不稳定,会把水还原放出氢气。
+3价的都有颜色,不过比较少见,卤化物颜色依次为TiF3蓝、TiCl3紫红、TiBr3蓝黑、TiI3紫。溶液中的Ti3+都是紫红色的。
+4价的典型溶液颜色是无色,固体盐则是白色,无论酸碱介质都是如此。但一些配位化合物有色。典型的例子是酸性环境下Ti(IV)与H2O2形成一种深橙黄色的物质(此物质结构未知,颜色与pH有关,随pH升高颜色橙→黄,强碱性下无色)。这个现象在分析化学中用于鉴定痕量的钛,也可以反过来检查H2O2。
钛是一种很特别的金属,质地非常轻盈,却又十分坚韧和耐腐蚀,它不会像银会变黑,在常温下终身保持本身的色调。钛的熔点与铂金相差不多,因此常用于航天.军工精密部件。加上电流和化学处理后,会产生不同的颜色。
(2)由于TiO2、C、Cl2混合物在高温条件下制得TiCl4和一种有毒气体,根据化学反应中元素种类不变的规律可知:该有毒气体含有碳、氧两种元素,由碳、氧两种元素组成的有毒气体只有一氧化碳;因此TiO2、C、Cl2混合物在高温条件下反应生成TiCl4和一氧化碳;
该反应的化学方程式为:TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO,故答案为:TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO;
(3)因根据冷凝管内的水流方向由下向上,即a进b出,因为这样可以提高冷凝效果;四氯化钛是无色液体,沸点为136℃较低,受热易挥发,所以冷凝管冷凝回收,故答案为:a;b;冷凝回流四氯化钛;
(4)①、因TiCl4 遇空气中水蒸气发生水解,缺少阻止水蒸气进入D的装置,所以TiCl4 遇空气中水蒸气发生水解,缺少阻止水蒸气进入D的装置;
②、因TiCl4 水解产生的氯化氢极易溶于水,需要加上防倒吸的装置,所以TiCl4 水解产生的氯化氢极易溶于水,需要加上防倒吸的装置;
③、因氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物得到的CO气体有毒,缺少CO的处理装置,所以由于CO气体有毒,缺少CO的处理装置.
故答案为:
| 编号 | 装置缺陷和不妥之处 |
| ① | 不能阻止E装置的水汽进入D装置,而引起四氯化钛水解 |
| ② | 由于氯化氢和氯气易溶于氢氧化钠溶液,E装置会产生倒吸现象 |
| ③ | 不能防止CO的逸出 |