无机化学|期末复习专列（一）

快期末了，今天写一个小复习，关于钛分族和钒分族。

首先需要阐述清楚常见价态：（1）Ti最稳定价态为+4价，同时存在+3价，但需要明确+3价并不是很稳定（2）V最稳定价态为+4价，同时存在+2、+3、+5氧化数，我们最为熟悉的是+5价的V2O5。需要大家牢记元素稳定氧化态，这有助于理解反应产物。另外一点是，这里列举出一些价态的水中存在形式：

接下来，我们将从单质、氧化物（氢氧化物）、配合物几个角度来阐述。

一、单质

Ti和V单质的化学性质具有一定的相似性，可参考下表：

对此表有几点解释：

1、Ti和V单质的化学性质极其活泼，但由于其表面致密氧化膜，常温下表现出惰性，而在高温下甚至能和氮气反应。

2、对于单质，需要注意的一点是，两者都能和氟化氢反应，生成氟配合物，这可能是因为阳离子是硬酸，而氟离子是硬碱，这也可以理解，Zr、Hf、Nd、Ta均能与氢氟酸反应。

3、金属Ti遇浓硝酸会发生钝化，产物为TiO2·nH­2O。

二、氧化物

我们介绍两个氧化物：TiO2和V2O5，

1、TiO2——“金红石”“钛白粉”

首先在脑海中留下这样的印象：两性氧化物、TiO2+、氟化氢。

二氧化钛为两性氧化物，能与碱性化合物作用（例如MgO，BaCO3），但不能与稀碱反应，同时能溶于氢氟酸和热的浓硫酸。在水溶液中，其存在形式一般为TiO2+。

2、V2O5——“两性偏酸”“氧化性”“钒酸盐”

V2O5是两性偏酸的氧化物，能溶于酸、碱，在氧化性酸中能发生氧化还原反应，与C、CO、SO2等反应生成VO2，与H2反应生成V2O3，锌、铝等活泼金属可以还原VV的酸性溶液。V2O5可由V在空气中燃烧、偏钒酸盐（NH4VO3）热分解、VOCl3水解得到。

四、颜色问题

1、TiCl3的配位异构

2、V不同价态离子的颜色

3、TiⅣ+H­2O2在不同溶液中的颜色

Question:为什么TiⅣ+H­2O2会出现颜色？

4、VV+H2O2在不同溶液中的颜色

 

Exercise

1、试写出下面反应方程式

（1）向酸性正钒酸盐溶液中通入硫化氢气体

（2）RNO2在TiⅢ溶液中变成RNH2

2、解释现象

（1）TiⅣ从溶液中析出时存在形式是TiO2+而不是Ti4+。

（2）Zr、Hf的低氧化态物质逐渐不稳定。

（3）向VⅣ溶液中滴入强碱，先生成沉淀，后沉淀溶解。

（4）V的羰基配合物V(CO)6和V2(CO)12均不稳定。

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