金屬鈦加熱有什麼反應
『壹』 稀有金屬鈦、硒在真空&高溫條件下,發生什麼反應
鈦是一種化學元素,化學符號Ti,原子序數22,在化學元素周期表中位於第回4周期、第IVB族。是一種銀白答色的過渡金屬,其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤,耐濕氯氣腐蝕。但鈦不能應用於干氯氣中,即使是溫度0℃以下的干氯氣,也會發生劇烈的化學反應,生成四氯化鈦,再分解生成二氯化鈦,甚至燃燒。只有當氯氣中的含水量高於0.5%的時候,鈦在其中才能保持可靠的穩定性。 [1]
『貳』 鈦金屬可以直接用明火燒來加熱嗎
溫度500度以下沒問題,但是表面會變色,溫度再高氧化和氮化會加劇,如果是緻密的塊狀鈦,不容易點燃,碎屑在接近800度的時候可以點燃。鈦的熱處理很容易是鈦成分發生變化,導致性能下降。
『叄』 鈦金加熱管的缺點是什麼
鈦的最大缺點是難於提煉。主要是因為鈦在高溫下化合能力極強,可以與氧、碳、氮以及其他許多元素化合。因此,不論在冶煉或者鑄造的時候,人們都小心地防止這些元素「侵襲」鈦。在冶煉鈦的時候,空氣與水當然是嚴格禁止接近的,甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用,因為鈦會從氧化鋁里奪取氧。現在,人們利用鎂與四氯化鈦在惰性氣體——氦氣或氬氣中相作用,來提煉鈦。
人們利用鈦在高溫下化合能力極強的特點,在煉鋼的時候,氮很容易溶解在鋼水裡, 當鋼錠冷卻的時候,鋼錠中就形成氣泡,影響鋼的質量。所以煉鋼工人往鋼水裡加進金屬鈦,使它與氮化合,變成爐渣一—氮化鈦,浮在鋼水表面,這樣鋼錠就比較純凈了。
當超音速飛機飛行時,它的機翼的溫度可以達到500℃。如用比較耐熱的鋁合金製造機翼,一到二三網路也會吃不消,必須有一種又輕、又韌、又耐高溫的材料來代替鋁合金乙鈦恰好能夠滿足這些要求。鈦還能經得住零下一百多度的考驗,在這種低溫下,鈦仍舊有很好的韌性而不發脆。
利用鈦和鋯對空氣的強大吸收力,可以除去空氣,造成真空。比方,利用鈦製成的真空泵,可以把空氣抽到只剩下十萬萬萬分之一。
鈦的氧化物——二氧化鈦,是雪白的粉末,是最好的白色顏料,俗稱鈦白。以前,人們開采鈦礦,主要目的便是為了獲得二氧化鈦。鈦白的粘附力強,不易起化學變化,永遠是雪白的。特別可貴的是鈦白無毒。它的熔點很高,被用來製造耐火玻璃,釉料,琺琅、陶土、耐高溫的實驗器皿等。
二氧化鈦是世界上最白的東西, 1克二氧化鈦可以把 450多平方厘米的面積塗得雪白。它比常用的白顏料一—鋅鋇白還要白5倍,因此是調制白油漆的最好顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦,一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白並且不透明,效果比其他物質大10倍,因此,鈔票紙和美術品用紙就要加二氧化鈦。此外,為了使塑料的顏色變淺,使人造絲光澤柔和,有時也要添加二氧化鈦。在橡膠工業上,二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。
『肆』 金屬鈦.該化學反應式為什麼
金屬鈦.該化學反應式為什麼
試題分析:金屬鈉是活潑的金屬,在700℃ ~800℃時與四氯化鈦(TiCl 4 )反應製取金屬鈦,該反應的化學方程式為4Na+TiCl 44NaCl+Ti。在反應中硫酸不足,則鎂和鋁反應生成的氫氣相同。由於鈉是活潑的金屬,過量的鈉能和水繼續反應生成氫氣,所以若過量的相同質量的鈉、鎂、鋁與相同質量分數,相同質量的硫酸溶液反應,產生氫氣最多的是鈉。
點評:該題是中等難度試題的考查,側重對學生基礎知識的鞏固與訓練,旨在培養學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。難點是金屬與酸的有關計算。
『伍』 金屬鈦因為有神奇的性能越來越引起人們的關注,常溫下鈦不與非金屬及強酸反應,加熱時卻可以和常見的非金
(1)根據「金紅石、炭粉混合在高溫條件下通入氯氣」的敘述,得知反應物是三種物質金紅石、炭粉和氯氣在高溫下反應發生的;又「製得TiCl 4 和一種可燃性氣體」可知生成兩種物質,其中可燃性氣體的確定為本問題的難點.根據反應前後元素種類不變,反應前含C、O、Ti、Cl四種元素,反應後只能明確在TiCl 4 中含有Ti、Cl兩種元素,所以判斷可燃性氣體應含有C、O兩種元素.由C、O元素組成的可燃性氣體為CO氣體.故答案為:TiO 2 +2Cl 2 +2C
(2)題中明確說明「在氬氣的保護下」說明此反應中稀有氣體氬氣只作為保護氣並不參加反應,所以氬氣不是該反應的反應物,反應的反應物為TiCl 4 和鎂.對於生成物,題中信息只告知「製得金屬鈦」,其他生成物需要自己分析解決.而題中對此反應沒有更多介紹信息,因此在分析反應時可藉助「金屬(Mg)和鹽(TiCl 4 )發生置換反應」的規律解答.故答案為:TiCl 4 +2Mg
(3)「產物」是由製得的金屬鈦、生成的氯化鎂和因加過量而剩餘的鎂三種物質所組成.要分離出金屬鈦,可先使用水溶解氯化鎂除去產物中的氯化鎂雜質,然後利用鈦常溫下不與酸反應的性質,把混合物放入足量稀鹽酸,除去產物中過量的鎂,最後洗滌乾燥即得較為純凈的金屬鈦. 故答案為: (1)T1O 2 +2C+2C1 2
(2)2Mg+TiCl 4
(3):①將混合物溶於水,過濾②在濾渣中加入過量稀鹽酸,過濾③洗滌、烘乾. Mg+2HCl═MgCl 2 +H 2 ↑ |
『陸』 金屬鈦有什麼物理性質和化學性質
鈦金屬的物理性質就是強度高、耐蝕性好、耐熱性高,鈦的化學活性大,與大氣中O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等產生強烈的化學反應
『柒』 詳細描述一下鈦金屬的各種特性,以及化學反應吧
鈦在較高的溫度下,可與許多元素和化合物發生反應。各種元素,按其與鈦發生不同反應可分為四類:
第一類:鹵素和氧族元素與鈦生成共價鍵與離子鍵化合物;
第二類:過渡元素、氫、鈹、硼族、碳族和氮族元素與鈦生成金屬間化物和有限固溶體;
第三類:鋯、鉿、釩族、鉻族、鈧元素與鈦生成無限固溶體;
第四類:惰性氣體、鹼金屬、鹼土金屬、稀土元素(除鈧外),錒、釷等不與鈦發生反應或基本上不發生反應。與化合物HF和氟化物氟化氫氣體在加熱時與鈦發生反應生成TiF4,反應式為⑴;不含水的氟化氫液體可在鈦表面上生成一層緻密的四氟化鈦膜,可防止HF浸入鈦的內部。氫氟酸是鈦的最強溶劑。即使是濃度為1%的氫氟酸,也能與鈦發生激烈反應,見式⑵;無水的氟化物及其水溶液在低溫下不與鈦發生反應,僅在高溫下熔融的氟化物與鈦發生顯著反應。Ti+4HF=TiF4+2H2+135.0千卡⑴2Ti+6HF=2TiF3+3H2 ⑵ HCl和氯化物氯化氫氣體能腐蝕金屬鈦,乾燥的氯化氫在>300℃時與鈦反應生成TiCl4,見 式⑶;濃度<5%的鹽酸在室溫下不與鈦反應,20%的鹽酸在常溫下與鈦發生瓜在生成紫色的TiCl3,見式⑷;當溫度長高時,即使稀鹽酸也會腐蝕鈦。各種無水的氯化物,如鎂、錳、鐵、鎳、銅、鋅、汞、錫、鈣、鈉、鋇和NH4+離子及其水溶液,都不與鈦發生反應,鈦在這些氯化物中具有很好的穩定性。Ti+4HCl=TiCl4+2H2+94.75千卡⑶2Ti+6HCl=TiCl3+3H2⑷硫酸和硫化氫鈦與5%的硫酸有明顯的反應,在常溫下,約40%的硫酸對鈦的腐蝕速度最快,當濃度大於40%,達到60%時腐蝕速度反而變慢,80%又達到最快。加熱的稀酸或50%的濃硫酸可與鈦反應生成硫酸鈦,見式⑸、⑹,加熱的濃硫酸可被鈦還原,生成SO2,見式⑺。常溫下鈦與硫化氫反應,在其表面生成一層保護膜,可阻止硫化氫與鈦的進一步反應。但在高溫下,硫化氫與鈦反應析出氫,見式⑻,粉末鈦在600℃開始與硫化氫反應生成鈦的硫化物,在900℃時反應產物主要為TiS,1200℃時為Ti2S3。Ti+H2SO4=TiSO4+H2⑸ 2Ti+3H2SO4=Ti2(SO4)3+3H2⑹ 2Ti+6H2SO4=Ti2(SO4)3+3SO2+6H2O+202千卡⑺Ti+H2S=TiS+H2+70千卡⑻硝酸和王水 緻密的表面光滑的鈦對硝酸具有很好的穩定性,這是由於硝酸能快速在鈦表面生成一層牢固的氧化膜,但是表面粗糙,特別是海綿鈦或粉末鈦,可與次、熱稀硝酸發生反應,見式⑼、⑽,高於70℃的濃硝酸也可與鈦發生反應,見式⑾;常溫下,鈦不與王水反應。溫度高時,鈦可與王水反應生成TiCl2。3Ti+4HNO3+4H2O=3H4TiO4+4NO ⑼3Ti+4HNO3+H2O=3H2TiO3+4NO ⑽ Ti+8HNO3=Ti(NO3)4+4NO2+4H2O ⑾ 綜上所述,鈦的性質與溫度及其存在形態、純度有著極其密切的關系。緻密的金屬鈦在自然界中是相當穩定的,但是,粉末鈦在空氣中可引起自燃。鈦中雜質的存在,顯著的影響鈦的物理、化學性能、機械性能和耐腐蝕性能。特別是一些間隙雜質,它們可以使鈦晶格發生畸變,而影響鈦的的各種性能。常溫下鈦的化學活性很小,能與氫氟酸等少數幾種物質發生反應,但溫度增加時鈦的活性迅速增加,特別是在高溫下鈦可與許多物質發生劇烈反應。鈦的冶煉過程一般都在800℃以上的高溫下進行,因此必須在真空中或在惰性氣氛保護下操作。金屬鈦的物理性質金屬鈦(Ti),灰色金屬。原子序數為22,相對原子質量47.87。核外電子在亞層中的排布情況為1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d2 4S2。金屬活動性在鎂、鋁之間,常溫下並不穩定,因此在自然界中只以化合態存在,常見的鈦的化合物有鈦鐵礦(FeTiO3)、金紅石(TiO2)等。鈦在地殼中含量較高,排行第九,達5600ppm,換算成百分比為0.56%。純鈦密度為4.54×103kg/m3,摩爾體積為10.54cm3/mol,硬度較差,莫氏硬度只有4左右,因此延展性好。鈦的熱穩定性很好,熔點為1660±10℃,沸點為3287℃。金屬鈦的化學性質金屬鈦在高溫環境中的還原能力極強,能與氧、碳、氮以及其他許多元素化合,還能從部分金屬氧化物(比如氧化鋁)中奪取氧。常溫下鈦與氧氣化合生成一層極薄緻密的氧化膜,這層氧化膜常溫下不與硝酸,稀硫酸,稀鹽酸反應,以及酸中之王——王水。它與氫氟酸、濃鹽酸、濃硫酸反應。
工業純鈦:工業純鈦的雜質含量較化學純鈦要多,因此其強度、硬度也稍高,其力學性能及化學性能與不銹鋼相近,比起鈦合金純鈦強度較好,在抗氧化性方面優於奧氏體不銹鋼,但耐熱性較差,TA1、TA2、TA3依次雜質含量增高,機械強度、硬度依次增強,但塑性韌性依次下降。
β 型鈦:β型鈦合金屬可熱處理強化,合金強度高、焊接性、壓力加工性良好,但性能不穩定,且熔煉工藝復雜。
A、β鈦板:0.5-4.0mm
B、眼鏡板(純鈦):0.8-8.0mm
C、標板(純鈦):1 x 2m 厚度:0.5-20mm
D、電鍍及其它行業用板(純鈦):0.1-50mm
用途:電子、化工、鍾表、眼鏡、首飾、體育用品、機械設備、電鍍設備、環保設備、高爾夫球及精密加工等行業。
鈦管規格:φ6-φ120mm 壁厚:0.3-3.0mm
鈦管用途:環保設備、冷卻管、鈦發熱管、電鍍設備、戒指及各種精密電器用管等行業。
A、β鈦絲規格:φ0.8-φ6.0mm
B、眼鏡鈦絲規格:φ1.0-φ6.0mm專用鈦絲
C、鈦絲規格:φ0.2-φ8.0mm掛具專用
鈦絲用途:軍工、醫用、體育用品、眼鏡、耳環、頭飾、電鍍掛具、焊絲等行業。
A、方棒規格:方條:8-12mm
B、磨光圓棒:φ4-φ60mm
C、毛棒、黑皮棒:φ6-φ120mm
鈦棒用途:主要用於機械設備、電鍍設備、醫用、各種精密機件等行業。
工業上常用硫酸分解鈦鐵礦的方法製取二氧化鈦,再由二氧化鈦製取金屬鈦。濃硫酸處理磨碎的鈦鐵礦(精礦),發生下面的化學反應:
FeTiO3+3H2SO4 == Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O
FeTiO3+2H2SO4 == TiOSO4+FeSO4+2H2O
FeO+H2SO4 == FeSO4+H2O
Fe2O3+3H2SO4 ==Fe2(SO4)3+3H2O
為了除去雜質Fe2(SO4)3,加入鐵屑,Fe3+ 還原為Fe2+,然後將溶液冷卻至273K以下,使得FeSO4·7H2O(綠礬)作為副產品結晶析出。
Ti(SO4)2和TiOSO4水解析出白色的偏鈦酸沉澱,反應是:
Ti(SO4)2+H2O == TiOSO4+H2SO4
TiOSO4+2H2O == H2TiO3+H2SO4
鍛燒偏鈦酸即製得二氧化鈦:
H2TiO3== TiO2+H2O
工業上制金屬鈦採用金屬熱還原法還原四氯化鈦。將TiO2(或天然的金紅石)和炭粉混合加熱至1000~1100K,進行氯化處理,並使生成的TiCl4,蒸氣冷凝。
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO
在1070K 用熔融的鎂在氬氣中還原TiCl4可得多孔的海綿鈦:
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
這種海綿鈦經過粉碎、放入真空電弧爐里熔煉,最後製成各種鈦材。
也可以通過反應:Ti+2CI2=TiCI4
得到的TiCI4經過高溫(1250℃左右)情況下分解:
TiCI4=Ti+2CI2
四氯化鈦是一種無色液體;熔點250K、沸點409K,有制激性氣味。它在水中或潮濕的空氣中都極易水解,冒出大量的白煙。
TiCl4+3H2O == H2TiO3+4HCl
因此TiCl4在軍事上作為人造煙霧劑,猶其是用在海洋戰爭中。在農業上,人們用TiCl4形成的濃霧地面,減少夜間地面熱量的散失,保護蔬菜和農作物不受嚴寒、霜凍的危害。
將TiO2和BaCO3一起熔融製得偏鈦酸鋇:
TiO2+BaCO3 == BaTiO3十CO2
『捌』 鈦與哪些物質起化學反應
只有氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸等才可對它作用,所以這些不行。
『玖』 金屬鈦在高溫下與硫化銨有什麼反應
硫化銨加熱到513℃以上完全分解成氨氣、氮氣、二氧化硫及水。鈦的化學活性大,與O、N、H、CO、CO2、水蒸氣、氨氣等會產生強烈的化學反應。