副族元素(一)
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当 pH > 13 时，以 VO43－ 存在； 当 pH 降低，经二聚，四聚，五聚 … … 聚合度逐渐升高； 当 pH ＝ 2 时，以 V2O5 形式析出； 当 pH ≤ 1 时，以阳离子 VO2+ 存在。 VO43－ 中的氧可被过氧链取代，向钒酸盐溶液中加 H2O2： 碱性，中性，弱酸性时，得黄色的二过氧钒酸根 [ VO2(O2)2 ]3－ ；在强酸中，得红棕色的过氧钒离子 [ V(O2) ]3+ 。
Ti + Ti + 3 Ti +
O2 —— TiO2 2 Cl2 —— TiCl4 2 N2 —— Ti3N4
( 红热 ) ( 600 K ) ( 800 K )
在以上反应中，Ti 均达到最高氧化态。
2 Ti + 6 HCl —— 2 TiCl3 ( 紫色 ) + 3 H2↑ 最好的溶剂是氢氟酸或氢氟酸与盐酸的混合液，生成 TiF62－ Ti + 6 HF ——— TiF62－ + 2 H+ + 2H2↑
先用浓 H2SO4 处理磨碎的钛铁矿粉，使矿石溶解， FeTiO3 + 3 H2SO4 —— Ti (SO4)2 + FeSO4 + 3 H2O
矿石中的 FeO 和 Fe2O3 也同时转变成了硫酸盐。加入 Fe 粉，还原 Fe2(SO4)3 至 FeSO4 ，冷却使 FeSO4 ·7 H2O ( 绿矾 ) 结晶，得副产品。
大麻袋氟钛酸
Ti 不溶于热碱，但和熔融碱作用 2 Ti + 6 KOH —— 2 K3TiO3 + 3H2
还可以与 C，B，Si 等形成硬度和熔点很高 的间充型固溶体 —— 溶剂晶格不变，溶质占据空 隙。
金属钛密度小，强度高，抗酸碱腐蚀，有记忆性和亲生物性，在地壳中储量高， 是极有前途的结构材料。钛被誉为 “ 第三金属 ” 和 “ 二十一世纪金属 ”。
有关 Ti (IV) 和 Ti (III) 的电极电势如下
TiO2+ + 2 H+ + e —— Ti3+ + H2O Ti (III) 的还原性很强，比 Sn (II) 的 0.15 V 还强 。
= 0.099V Ti O 2/T3i
Ti3+ + Fe3+ + H2O —— TiO2+ + Fe2+ + 2 H+
如制作卫星天线，重要的固定接头等 … …
将有记忆的合金套 管扩大，插入管子
加温，合金恢复记忆， 成为原来的形状，紧固
钛具有亲生物性，制造人造骨，与生物体骨肉易长在一起。
2 化学性质
从 = － 1·628 V ，说明单质钛热力学上很活泼。但
由于表面钝化T，i2在/T常i 温下极稳定。
常温下 Ti 不与 X2、O2、H2O 反应，不与强酸 ( 包括王水 )以及强碱反应。钛合 金耐酸碱腐蚀。但高温时钛相当活泼：
“ 稀有元素 ” 总要具有上面的一条或几条。 Ti 这种所谓“稀有元素”具有第二和第三两条。 Ti 有富矿金红石 ( TiO2 ) 和钛铁矿 ( FeTiO3 )，在地壳中含量为 0.42% ，居第 10 位。 Zr 以锆石等形式存在，居第 20 位，比 Cu 和 Zn 都多。
2 钛的冶炼 由于高温时，Ti 和 O，N 生成氧化物和氮化物；熔融时，和碳酸盐，硅酸盐等 形成碳化物和硅化物，所以冶炼比较困难。 工业上以钛铁矿为原料，制取钛单质。
但可以缓慢地溶于氢氟酸尤其是hfhnocrmosgfecrocrfecrcrhcl蓝色4cr紫色crhclhnocrmo1312crcr1360424090074crocr01308014122croh3cr6cro1312cr高温cr高温crohcrclcrclh2cro8h2naohna黄色橙红色3s7h11002na13411321mntcrebh在自然界中的储量仅次于feti深海有锰结核含锰25约3万多亿吨主要用于制造合金钢钢铁生产中的脱氧剂和脱硫剂1342主要氧化数电子构型最常见状态颜色705622409515118170123151mnomn05606202501515606000505622409515118170123151mnomn056062025015156060005主要氧化数氧化物及其水合物颜色酸碱性7mn紫红强酸性6酸性4mno棕黑两性3mn弱碱性2mnomnoh碱性碱性mnohmnsmnh电解阳极阴极2004mno酸性介质so过量2mno过量2mno中性或弱碱性介质2mno强碱性介质2mno无机化学25返回返回251引言252镧系元素的电子层结构和通性253镧系元素离子和化合物254镧系元素的重要化合物和镧系金属255锕系元素的电子层结构和通性镧系元素包括从镧原子序数57到镥原子序数为71的15种元素
§3 钛的重要化合物
一 二氧化钛 1 与酸的作用 TiO2 白色粉末，俗称钛白，不溶于H2O、稀酸和稀碱中。
在一定条件下， TiO2 可溶于热浓 H2SO4 中 TiO2 + 2 H2SO4 ——— Ti (SO4)2 + 2 H2O
Ti4+ 电场过强，在水中易水解成 TiO 2+ 形式。 TiO2+ 称为钛氧基或钛酰基，因此上述反应可写成
在强酸中，V(V) 以 VO3+、VO2+ 形式存在；
V(IV) 以 VO2+ 形式存在。
电极电势
VO2 /VO2
=
1.00 V
二 钒酸盐 钒酸盐 VO43－，偏钒酸盐 VO3－，二聚钒酸盐 V2O74－， 多聚钒酸 Hn+2VnO3n+1 ，钒酸盐的种类很多。
钒(V) 的存在形式，与体系的 pH 值有关。 pH 值越大聚合度越低， pH 值越小 ，聚合度越高。
稀释，加碱，加热均可促进 Ti (SO4)2 水解， Ti (SO4)2 + H2O —— TiOSO4 ( 硫酸氧钛 ) + H2SO4 TiOSO4 + 2 H2O —— H2TiO3↓( 偏钛酸 ) + H2SO4
煅烧 H2TiO3 制得 TiO2，称为钛白粉，是重要的化工产品。 H2TiO3 ——— TiO2 + H2O
“ 白烟 ”
TiCl4 + 3 H2O ——— H2TiO3 + 4 HCl
制备 TiCl4 ， Ti + 2 Cl2 —— TiCl4 ( 600 K ) ，要严防水解。
为了防止 TiCl4 的水解，反应物 Cl2 要严格除水，反应前装置要通 CO2 气体排 除其中的水汽，反应停止后还要通 CO2 保护。尾气 Cl2 的吸收装置上也要有干燥管 ，防止外界水的侵入。
TiO2 与 KHSO4 共熔，得可溶性盐类 TiO2 + 2 KHSO4 ——— TiOSO4 + K2SO4 + H2O
2 与碱性化合物作用 TiO2 + MgO —熔—融— MgTiO3 TiO2 + BaCO3 —熔—融— BaTiO3 + CO2↑ BaTiO3 偏钛酸钡，是一种压电材料，具有压电性质 ——受到机械压力时两端 的表面之间产生电势差。
制 TiCl4 关键是防止水解 。
四 三氯化钛
单质钛在加热情况下与盐酸反应得 TiCl3 紫色溶液。 TiCl3 也可以由 TiCl4 还原制得
2 TiCl4 + H2 ——— TiCl3 + 2 HCl 2 TiCl4 + Zn ——— TiCl3 + ZnCl2
从水溶液中可以析出紫色晶体 [ Ti (H2O)6 ]Cl3 。 若用乙醚从 TiCl3 的饱和溶液中萃取，可得绿色晶体 [ Ti (H2O)5Cl ]Cl2 ·H2O。两者互为水合异构。
高温下钒的活性很高 933 K
2 V + 5 O2 ——— V2O5
V + 2 Cl2 ——— 高VC温l4 钒可以与熔融的强碱反应。
砖红色固体 红色液体
§6 钒的重要化合物
一 五氧化二钒 V2O5 ，砖红色固体，无臭、无味、有毒，是钒酸 H3VO4 及偏钒酸 HVO3 的酸 酐。
加热偏钒酸铵可得 V2O5 2 NH4VO3 —70—0 K— V2O5 + 2 NH3 + H2O
氯化、耦合制 TiCl4
TiO2 + 2 C + 2 Cl2 ——— TiCl4 ( l ) + 2 CO↑
在 Ar 气氛保护下，用熔镁还原 TiCl4 蒸气 TiCl4 ( g ) + 2 Mg ( l ) ——— Ti + 2 MgCl2 ( l )
可以将剩余的 Mg 和生成的 MgCl2 蒸发掉，或用盐酸将 Mg 和 MgCl2 溶掉 ，得海绵钛。再熔炼 ，得 Ti 单质。
两者之间有平衡 [ VO2(O2)2 ]3－ + 6 H+
[ V(O2) ]3+ + H2O2 + 2 H2O
这几个反应可用以鉴定 V(V) 。
三 各种氧化态的钒离子
2 VO2+ + 3 Zn + 8 H+ ——— 2 V2+ + 3 Zn2+ + 4 H2O 紫
5 V2+ + MnO4－ + 8 H+ ——— 5 V3+ + Mn2+ + 4 H2O 绿
钛 课堂演练
• 1.写出钛与热的浓盐酸、氢氟酸反应的离子方程式并解释两者差异的原因
§4 锆与铪
由于镧系收缩的影响，Zr 与 Hf 极为相似，均为浅灰色和灰色金属。元素 Zr 发 现后的大约 30 年，元素 Hf 被人们发现。
人们也同时发现，30 年来对 Zr 进行的所有研究，全是在含 2％ Hf 的 Zr 的基础上进行和完成的。
Zr 和 Hf 耐酸性比 Ti 还强，尤其是 Hf，100℃ 以下对氢氟酸以外的酸稳定。与 熔碱可以反应
Zr + 4 KOH ———— 熔K融4ZrO4 + 2 H2↑
ZrO2 是白色粉末，硬度高。高温处理的 ZrO2 ，除氢氟酸外，不溶于其它酸。
常用的可溶性锆是 ZrOCl2 ，易水解
ZrOCl2 + ( x + 1 ) H2O —— ZrO2·xH2O (锆酸) + 2 HCl
钪钛钒铬锰镧系锕系
第二十一章 钛副族和钒副族 §1 过渡元素
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
IB IIB
4 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
5 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
6 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
也可直接耦合氯化金红石矿粉，制 TiCl4 ，完成钛的冶炼。
二 钛单质的性质 1 物理性质
钛 银白色，密度 4.54，比钢铁的 7.8 小，接近铝的 2.7 。 其强度接近钢铁。钛兼有铝和铁的优点，既轻强度又高。
制作记忆性合金 ( 镍钛合金，NT )。将合金加工成形状甲，在高温下处理 ( 300 ~ 1000℃ ) 数分钟至半小时，于是 NT 合金对形状甲产生了记忆。在室温下，改变合金 的形状，形成形状乙。以后遇到高温时，该合金将自动恢复形状甲。
3 TiO 2+ 的鉴定 TiO 2+ 存在于强酸性介质中，向体系中加入 H2O2 ，有桔黃色的离子生成 。这 是 TiO 2+ 的特征反应。
TiO 2+ ]2+
二 钛酸 在钛盐中加碱，可得 - 钛酸 ( 氢氧化钛 )
TiBr4 + 4 NaOH ——— Ti (OH)4↓ + 4 NaBr - 钛酸活性大，可溶于酸或碱，可以写成 Ti (OH)4 、
三氯氧钒水解也得 V2O5 2 VOCl3 + 3 H2O —— V2O5 + 6 HCl
V2O5 在 H2O 中溶解度很小，但在酸中、碱中都可溶，是两性氧化物 。 V2O5 + 6 NaOH —— 2 Na3VO4 + 3 H2O V2O5 + H2SO4 —— (VO2)2SO4 + H2O
V2O5 有氧化性，和盐酸反应，放出 Cl2 V2O5 + 6 HCl —— 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O
H4TiO4 或 TiO2 ·x H2O 等形式 。
将钛盐溶液煮沸，水解生成 - 钛酸，这种水解即使加强酸也不能抑制。得到的 - 钛酸稳定，不溶于酸也不溶于碱 。
Ti (SO4)2 + 4 H2O —— Ti (OH)4 + 2 H2SO4
三 四氯化钛
TiCl4 无色溶液，有刺激性气味，极易水解，在空气中冒
7 Ac
IIIB — VIII 八列称为过渡元素，有时将 IB 和 IIB 列入过渡元素。本章中，主要 讲钛副族和钒副族，即 IV B 和 V B族。
§2 钛单质
一 钛的存在与冶炼 1 稀有元素
Ti 属于稀有元素。“ 稀有 ” 是历史上形成的概念，以现在的观点看， “ 稀有 ” 有三方面含义：
1 存在量少，或分散无富矿； 2 提炼困难； 3 开发和研究得晚 。
锆酸比钛酸弱，也有两性。
§5 钒单质
钒在自然界中非常分散，V(III) 经常和铁矿混生，如钒钛铁矿，V(V) 尚可独立成 矿，钒是稀有金属。
钒 浅灰色，高熔点 ( 比 Ti 高 )，纯净时延展性好，不纯时硬而脆。钢中加 0.1 ~ 0.2% 的钒，韧性、强度、延展性及抗冲击力均加强。
从热力学上看， V2+ + 2 e —— V
TiO2 + H2SO4 ——— TiOSO4 + H2O
Ti4+ 和 TiO2+ 之间有如下平衡 Ti4+ + H2O ——— TiO2+ + 2 H+ 或 Ti (SO4)2 + H2O ——— TiOSO4 + H2SO4
在水溶液中不能析出 Ti (SO4)2 ，却可以析出白色粉末 TiOSO4 ·H2O 。
V2 /V = － 1.18 V
钒应是极活泼的金属，但由于表面钝化，常温下不活泼。
块状的钒可以抵抗空气的氧化和海水的腐蚀，非氧化性酸不 能与钒作用，碱也不能与钒作用。
钒可以溶于浓硫酸和硝酸中 V + 8 HNO3 ——— V(NO3)4 + 4 NO2 + 4 H2O
V(IV) 的硝酸盐 以 V(NO3)4 或 VO (NO3)2 形式存在。
Ti + Ti + 3 Ti +
O2 —— TiO2 2 Cl2 —— TiCl4 2 N2 —— Ti3N4
( 红热 ) ( 600 K ) ( 800 K )
在以上反应中，Ti 均达到最高氧化态。
2 Ti + 6 HCl —— 2 TiCl3 ( 紫色 ) + 3 H2↑ 最好的溶剂是氢氟酸或氢氟酸与盐酸的混合液，生成 TiF62－ Ti + 6 HF ——— TiF62－ + 2 H+ + 2H2↑
先用浓 H2SO4 处理磨碎的钛铁矿粉，使矿石溶解， FeTiO3 + 3 H2SO4 —— Ti (SO4)2 + FeSO4 + 3 H2O
矿石中的 FeO 和 Fe2O3 也同时转变成了硫酸盐。加入 Fe 粉，还原 Fe2(SO4)3 至 FeSO4 ，冷却使 FeSO4 ·7 H2O ( 绿矾 ) 结晶，得副产品。
大麻袋氟钛酸
Ti 不溶于热碱，但和熔融碱作用 2 Ti + 6 KOH —— 2 K3TiO3 + 3H2
还可以与 C，B，Si 等形成硬度和熔点很高 的间充型固溶体 —— 溶剂晶格不变，溶质占据空 隙。
金属钛密度小，强度高，抗酸碱腐蚀，有记忆性和亲生物性，在地壳中储量高， 是极有前途的结构材料。钛被誉为 “ 第三金属 ” 和 “ 二十一世纪金属 ”。
有关 Ti (IV) 和 Ti (III) 的电极电势如下
TiO2+ + 2 H+ + e —— Ti3+ + H2O Ti (III) 的还原性很强，比 Sn (II) 的 0.15 V 还强 。
= 0.099V Ti O 2/T3i
Ti3+ + Fe3+ + H2O —— TiO2+ + Fe2+ + 2 H+
如制作卫星天线，重要的固定接头等 … …
将有记忆的合金套 管扩大，插入管子
加温，合金恢复记忆， 成为原来的形状，紧固
钛具有亲生物性，制造人造骨，与生物体骨肉易长在一起。
2 化学性质
从 = － 1·628 V ，说明单质钛热力学上很活泼。但
由于表面钝化T，i2在/T常i 温下极稳定。
常温下 Ti 不与 X2、O2、H2O 反应，不与强酸 ( 包括王水 )以及强碱反应。钛合 金耐酸碱腐蚀。但高温时钛相当活泼：
“ 稀有元素 ” 总要具有上面的一条或几条。 Ti 这种所谓“稀有元素”具有第二和第三两条。 Ti 有富矿金红石 ( TiO2 ) 和钛铁矿 ( FeTiO3 )，在地壳中含量为 0.42% ，居第 10 位。 Zr 以锆石等形式存在，居第 20 位，比 Cu 和 Zn 都多。
2 钛的冶炼 由于高温时，Ti 和 O，N 生成氧化物和氮化物；熔融时，和碳酸盐，硅酸盐等 形成碳化物和硅化物，所以冶炼比较困难。 工业上以钛铁矿为原料，制取钛单质。
但可以缓慢地溶于氢氟酸尤其是hfhnocrmosgfecrocrfecrcrhcl蓝色4cr紫色crhclhnocrmo1312crcr1360424090074crocr01308014122croh3cr6cro1312cr高温cr高温crohcrclcrclh2cro8h2naohna黄色橙红色3s7h11002na13411321mntcrebh在自然界中的储量仅次于feti深海有锰结核含锰25约3万多亿吨主要用于制造合金钢钢铁生产中的脱氧剂和脱硫剂1342主要氧化数电子构型最常见状态颜色705622409515118170123151mnomn05606202501515606000505622409515118170123151mnomn056062025015156060005主要氧化数氧化物及其水合物颜色酸碱性7mn紫红强酸性6酸性4mno棕黑两性3mn弱碱性2mnomnoh碱性碱性mnohmnsmnh电解阳极阴极2004mno酸性介质so过量2mno过量2mno中性或弱碱性介质2mno强碱性介质2mno无机化学25返回返回251引言252镧系元素的电子层结构和通性253镧系元素离子和化合物254镧系元素的重要化合物和镧系金属255锕系元素的电子层结构和通性镧系元素包括从镧原子序数57到镥原子序数为71的15种元素
§3 钛的重要化合物
一 二氧化钛 1 与酸的作用 TiO2 白色粉末，俗称钛白，不溶于H2O、稀酸和稀碱中。
在一定条件下， TiO2 可溶于热浓 H2SO4 中 TiO2 + 2 H2SO4 ——— Ti (SO4)2 + 2 H2O
Ti4+ 电场过强，在水中易水解成 TiO 2+ 形式。 TiO2+ 称为钛氧基或钛酰基，因此上述反应可写成
在强酸中，V(V) 以 VO3+、VO2+ 形式存在；
V(IV) 以 VO2+ 形式存在。
电极电势
VO2 /VO2
=
1.00 V
二 钒酸盐 钒酸盐 VO43－，偏钒酸盐 VO3－，二聚钒酸盐 V2O74－， 多聚钒酸 Hn+2VnO3n+1 ，钒酸盐的种类很多。
钒(V) 的存在形式，与体系的 pH 值有关。 pH 值越大聚合度越低， pH 值越小 ，聚合度越高。
稀释，加碱，加热均可促进 Ti (SO4)2 水解， Ti (SO4)2 + H2O —— TiOSO4 ( 硫酸氧钛 ) + H2SO4 TiOSO4 + 2 H2O —— H2TiO3↓( 偏钛酸 ) + H2SO4
煅烧 H2TiO3 制得 TiO2，称为钛白粉，是重要的化工产品。 H2TiO3 ——— TiO2 + H2O
“ 白烟 ”
TiCl4 + 3 H2O ——— H2TiO3 + 4 HCl
制备 TiCl4 ， Ti + 2 Cl2 —— TiCl4 ( 600 K ) ，要严防水解。
为了防止 TiCl4 的水解，反应物 Cl2 要严格除水，反应前装置要通 CO2 气体排 除其中的水汽，反应停止后还要通 CO2 保护。尾气 Cl2 的吸收装置上也要有干燥管 ，防止外界水的侵入。
TiO2 与 KHSO4 共熔，得可溶性盐类 TiO2 + 2 KHSO4 ——— TiOSO4 + K2SO4 + H2O
2 与碱性化合物作用 TiO2 + MgO —熔—融— MgTiO3 TiO2 + BaCO3 —熔—融— BaTiO3 + CO2↑ BaTiO3 偏钛酸钡，是一种压电材料，具有压电性质 ——受到机械压力时两端 的表面之间产生电势差。
制 TiCl4 关键是防止水解 。
四 三氯化钛
单质钛在加热情况下与盐酸反应得 TiCl3 紫色溶液。 TiCl3 也可以由 TiCl4 还原制得
2 TiCl4 + H2 ——— TiCl3 + 2 HCl 2 TiCl4 + Zn ——— TiCl3 + ZnCl2
从水溶液中可以析出紫色晶体 [ Ti (H2O)6 ]Cl3 。 若用乙醚从 TiCl3 的饱和溶液中萃取，可得绿色晶体 [ Ti (H2O)5Cl ]Cl2 ·H2O。两者互为水合异构。
高温下钒的活性很高 933 K
2 V + 5 O2 ——— V2O5
V + 2 Cl2 ——— 高VC温l4 钒可以与熔融的强碱反应。
砖红色固体 红色液体
§6 钒的重要化合物
一 五氧化二钒 V2O5 ，砖红色固体，无臭、无味、有毒，是钒酸 H3VO4 及偏钒酸 HVO3 的酸 酐。
加热偏钒酸铵可得 V2O5 2 NH4VO3 —70—0 K— V2O5 + 2 NH3 + H2O
氯化、耦合制 TiCl4
TiO2 + 2 C + 2 Cl2 ——— TiCl4 ( l ) + 2 CO↑
在 Ar 气氛保护下，用熔镁还原 TiCl4 蒸气 TiCl4 ( g ) + 2 Mg ( l ) ——— Ti + 2 MgCl2 ( l )
可以将剩余的 Mg 和生成的 MgCl2 蒸发掉，或用盐酸将 Mg 和 MgCl2 溶掉 ，得海绵钛。再熔炼 ，得 Ti 单质。
两者之间有平衡 [ VO2(O2)2 ]3－ + 6 H+
[ V(O2) ]3+ + H2O2 + 2 H2O
这几个反应可用以鉴定 V(V) 。
三 各种氧化态的钒离子
2 VO2+ + 3 Zn + 8 H+ ——— 2 V2+ + 3 Zn2+ + 4 H2O 紫
5 V2+ + MnO4－ + 8 H+ ——— 5 V3+ + Mn2+ + 4 H2O 绿
钛 课堂演练
• 1.写出钛与热的浓盐酸、氢氟酸反应的离子方程式并解释两者差异的原因
§4 锆与铪
由于镧系收缩的影响，Zr 与 Hf 极为相似，均为浅灰色和灰色金属。元素 Zr 发 现后的大约 30 年，元素 Hf 被人们发现。
人们也同时发现，30 年来对 Zr 进行的所有研究，全是在含 2％ Hf 的 Zr 的基础上进行和完成的。
Zr 和 Hf 耐酸性比 Ti 还强，尤其是 Hf，100℃ 以下对氢氟酸以外的酸稳定。与 熔碱可以反应
Zr + 4 KOH ———— 熔K融4ZrO4 + 2 H2↑
ZrO2 是白色粉末，硬度高。高温处理的 ZrO2 ，除氢氟酸外，不溶于其它酸。
常用的可溶性锆是 ZrOCl2 ，易水解
ZrOCl2 + ( x + 1 ) H2O —— ZrO2·xH2O (锆酸) + 2 HCl
钪钛钒铬锰镧系锕系
第二十一章 钛副族和钒副族 §1 过渡元素
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
IB IIB
4 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
5 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
6 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
也可直接耦合氯化金红石矿粉，制 TiCl4 ，完成钛的冶炼。
二 钛单质的性质 1 物理性质
钛 银白色，密度 4.54，比钢铁的 7.8 小，接近铝的 2.7 。 其强度接近钢铁。钛兼有铝和铁的优点，既轻强度又高。
制作记忆性合金 ( 镍钛合金，NT )。将合金加工成形状甲，在高温下处理 ( 300 ~ 1000℃ ) 数分钟至半小时，于是 NT 合金对形状甲产生了记忆。在室温下，改变合金 的形状，形成形状乙。以后遇到高温时，该合金将自动恢复形状甲。
3 TiO 2+ 的鉴定 TiO 2+ 存在于强酸性介质中，向体系中加入 H2O2 ，有桔黃色的离子生成 。这 是 TiO 2+ 的特征反应。
TiO 2+ ]2+
二 钛酸 在钛盐中加碱，可得 - 钛酸 ( 氢氧化钛 )
TiBr4 + 4 NaOH ——— Ti (OH)4↓ + 4 NaBr - 钛酸活性大，可溶于酸或碱，可以写成 Ti (OH)4 、
三氯氧钒水解也得 V2O5 2 VOCl3 + 3 H2O —— V2O5 + 6 HCl
V2O5 在 H2O 中溶解度很小，但在酸中、碱中都可溶，是两性氧化物 。 V2O5 + 6 NaOH —— 2 Na3VO4 + 3 H2O V2O5 + H2SO4 —— (VO2)2SO4 + H2O
V2O5 有氧化性，和盐酸反应，放出 Cl2 V2O5 + 6 HCl —— 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O
H4TiO4 或 TiO2 ·x H2O 等形式 。
将钛盐溶液煮沸，水解生成 - 钛酸，这种水解即使加强酸也不能抑制。得到的 - 钛酸稳定，不溶于酸也不溶于碱 。
Ti (SO4)2 + 4 H2O —— Ti (OH)4 + 2 H2SO4
三 四氯化钛
TiCl4 无色溶液，有刺激性气味，极易水解，在空气中冒
7 Ac
IIIB — VIII 八列称为过渡元素，有时将 IB 和 IIB 列入过渡元素。本章中，主要 讲钛副族和钒副族，即 IV B 和 V B族。
§2 钛单质
一 钛的存在与冶炼 1 稀有元素
Ti 属于稀有元素。“ 稀有 ” 是历史上形成的概念，以现在的观点看， “ 稀有 ” 有三方面含义：
1 存在量少，或分散无富矿； 2 提炼困难； 3 开发和研究得晚 。
锆酸比钛酸弱，也有两性。
§5 钒单质
钒在自然界中非常分散，V(III) 经常和铁矿混生，如钒钛铁矿，V(V) 尚可独立成 矿，钒是稀有金属。
钒 浅灰色，高熔点 ( 比 Ti 高 )，纯净时延展性好，不纯时硬而脆。钢中加 0.1 ~ 0.2% 的钒，韧性、强度、延展性及抗冲击力均加强。
从热力学上看， V2+ + 2 e —— V
TiO2 + H2SO4 ——— TiOSO4 + H2O
Ti4+ 和 TiO2+ 之间有如下平衡 Ti4+ + H2O ——— TiO2+ + 2 H+ 或 Ti (SO4)2 + H2O ——— TiOSO4 + H2SO4
在水溶液中不能析出 Ti (SO4)2 ，却可以析出白色粉末 TiOSO4 ·H2O 。
V2 /V = － 1.18 V
钒应是极活泼的金属，但由于表面钝化，常温下不活泼。
块状的钒可以抵抗空气的氧化和海水的腐蚀，非氧化性酸不 能与钒作用，碱也不能与钒作用。
钒可以溶于浓硫酸和硝酸中 V + 8 HNO3 ——— V(NO3)4 + 4 NO2 + 4 H2O
V(IV) 的硝酸盐 以 V(NO3)4 或 VO (NO3)2 形式存在。