TiO2＋2SOCl2＝TiCl4＋2SO2

在高温下，TiO2可与许多金属卤化物反应生成钛酸盐，如：

2TiO2＋2KF＝K2TiO3＋K2[TiOF4]

c．与氮及氨化物的反应

TiO2在通常条件下不与氮发生反应，在加热时可与氮及氢的混合物反应生成氮化钛：

TiO2＋N2＋2H2＝TiN2＋2H2O

在高温下，TiO2可与氨反应生成氮化钛：

6TiO2＋8NH3＝6TiN＋12H2O＋N2

d．与无机酸、碱和盐的反应

TiO2不溶于水，但可与过氧化氢反应生成过氧偏钛酸。除氢氟酸外，TiO2不溶于其他稀无机酸中，各种浓度的氢氟酸均可溶解TiO2生成氧氟钛酸。TiO2可溶于热的浓硫酸、硝酸和苛性碱中，也能很好地溶于碳酸氢钾的饱和溶液中。金红石型TiO2很难溶于浓硫酸中。

TiO2＋H2SO4＝TiOSO4＋H2O

在低于235℃的温度下加热，或加入过氧化氢、硫酸铵或碱金属硫酸盐时，可加速金红石型TiO2溶于浓硫酸中。

与酸式硫酸盐反应，表明TiO2显微弱碱性：

TiO2＋4KHS04＝Ti(S04)2＋2K2S04＋2H2O

这一性质被用于分析化学中。

熔融状态下与碳酸钠或碳酸钡反应，表明TiO2显微弱酸性：

TiO2＋BaCO3＝BaTiO3＋CO2

e．与有机化合物的反应

TiO2既不溶于大多数有机化台物中，在低温下也不与它们发生反应，仅在高温下才能同有机物反应，如：

??4TiO＋CO2＋2H2O 4TiO2＋CH4????TiCl4＋CO2 TiO2＋CCl4????TiCl4＋C6H4(COCl)2 TiO2＋C6H4(CCl3)2???在高温下，TiO2可被乙醇和丙醇还原为TiO，甚至可还原为金属钛：

TiO2＋C2H5OH＝TiO＋C2H4O＋H2O TiO2＋2C2H5OH＝Ti＋2C2H4O＋2H2O

3．一氧化钛

TiO在Ti—O系中形成固溶体，它在TiO0.8～TiO1.22组成范围内稳定。 A．物理性质

TiO是一种具有金属光泽的金黄色物质，存在两种变体（α，β），转化温度为991℃±5℃，转化热为53.4 J/g。小于991℃时稳定态α—TiO是面心立方晶系，晶格常数a＝0.417 nm±0. 0005 nm；大于991℃时稳定态β—TiO也是面心立方晶系，晶格常数a＝0.4162 nm±0. 018 nm。0℃时密度为4.93g/cm3，25℃时为4.88g/cm3。莫氏硬度为6，熔点为1760℃，液体蒸气压计算式为：

－－

lg(p/Pa) ＝1387－3.91×106T1＋7.75×102T

沸点为3227℃，20℃时电导率为0.249μS/m．电导率随温度的升高而减小，这是具有金

－

属性质的一种特征，20℃时磁化率为1.38×106。

220~270℃?300℃1000℃B．化学性质

TiO中Ti的氧化态为＋2，处于Ti的低价氧化态，很容易被氧化，是一种强还原剂，与卤素作用生成卤化钛或卤氧化钛，如：

2TiO＋4F2＝2TiF4＋O2 TiO＋Cl2＝TiOCl2

在空气中加热至400℃时，TiO开始逐渐被氧化，达到800℃时则氧化为TiO2：

2TiO＋O2＝2TiO2

TiO是一种碱性氧化物，能溶于稀盐酸和稀硫酸中，并放出氢气：

2TiO＋6HCl＝2TiC13＋2H2O＋H2 2TiO＋3H2SO4＝Ti2(SO4)3＋2H2O＋H2

＋

反应的实质不只是一般的酸碱中和，还包含着氧化还原反应，反应过程中生成的Ti2

＋

像活泼金属那样置换出这些酸中的氢。由此可见，Ti2在水溶液中极不稳定。

上述反应说明TiO具有金属性质，可在酸性溶液中离解出金属阳离子，上述两反应式可简化为离子式：

＋＋

2TiO＋6H＝2Ti3＋2H2O＋H2

在沸腾的硝酸中TiO被氧化：

TiO＋2HNO3＝TiO2＋2NO2＋H2O

C．制取方法

TiO可由各种还原剂还原TiO2制取，如用镁还原时反应如下：

2TiO2＋Mg ??????TiO＋MgTiO3

也可用氢气、金属钛和碳等还原剂还原TiO2制取TiO，反应分别按下式进行：

TiO2＋H2＝TiO＋H2O （2000℃，13～15MPa） TiO2＋Ti＝2TiO （高温） TiO2＋C＝TiO＋CO （高温）

在CaCl2或氟化物熔盐中电解TiO2时，也可在阴极上析出TiO。

4．三氧化二钛

Ti2O3在Ti—O体系中形成固溶体，它在TiO1.46～TiO1.56组成范围内稳定。 A．物理性质

Ti2O3是一种紫黑色粉末，存在两种变体（α，β），转化温度为200℃，转化热为6.35J/g。低温稳定态α—Ti2O3属于斜方六面体，晶格常数a＝0.524nm，c＝1.361nm，α＝56°36’。高温稳定态为β—Ti2O3。Ti2O3在水中溶解度很小。

Ti2O3在10℃时密度为4.60g/cm3，25℃时为4.53g/cm3，熔点为1839℃，熔化热为0.78kJ/g。液体Ti2O3在3200℃时分解。Ti2O3具有P型半导体性质。

B．化学性质

Ti2O3是一种弱碱性氧化物。Ti2O3当蒸发为气态时则发生歧化反应：

Ti2O3＝TiO＋TiO2

歧化平衡压力( Pa)可由下式表示：

lg(pTiOpTiO2)＝2879－8.6×106T1－0.167T

－

1500℃，氢气氛Ti2O3歧化时，TiO和TiO2的压力见表1－8。 Ti2O3在空气中仅在很高的温度下才氧化为TiO2：

2Ti2O3＋O2＝4TiO2

表1－8 Ti2O3歧化反应的平衡压力（kPa）

平衡压力 t/℃ 2000 2.0482×102 －2200 0.160 8.645×103 －2400 0.807 8.911×103 －2600 3.471 0.611 2.873 2800 13.114 2.740 10.374 3000 37.772 12.236 25.536 3200 101.880 39.235 61.845 p总 pTiO 5.32×104 －pTiO2 1.995×102 －1.42 0.718 Ti2O3不溶于水，也不与稀盐酸、稀硫酸和硝酸反应，溶于浓硫酸时生成紫色溶液：

Ti2O3＋3H2SO4＝Ti2(SO4)3＋3H2O

Ti2O3能与氢氟酸、王水反应，并放出热量。它还能溶于熔化的硫酸氢钾中并发生氧化：

Ti2O3＋4KHSO4＝K2[TiO2(SO4)]＋K2[TiO(SO4)2]＋SO2＋2H2O

Ti2O3与CaO、MgO等金属氧化物熔融时，反应生成复盐。 C．制取方法

Ti2O3可由各种还原剂还原TiO2而制取，如采用镁还原时反应为：

2TiO2＋Mg???????Ti2O3＋Mg

用氢气作还原剂时，以干燥氢气流缓慢通过TiO2，加热至750～1000℃，TiO2也被还原为Ti2O3：

2TiO2＋H2＝Ti2O3＋H2O

以钛作还原剂时，在高温下也能将TiO2还原：

3TiO2＋Ti＝2Ti2O3

5．五氧化三钛

Ti3O5在Ti—O体系中形成固溶体，它在TiO1.67～TiO1.79组成范围内稳定。

Ti3O5存在两种变体，转化温度为177℃。α—Ti3O5的密度为4.57g/cm3，β—Ti3O5的密度为4.29g/cm3。在高钛渣中存在的Ti3O5是一种蓝黑色粉末。Ti3O5可用作真空镀膜材料。

6．二氢氧化钛

A．化学性质

Ti(OH)2是一种强还原剂，很容易被氧化。刚制取的Ti(OH)2颜色很暗，但放置时颜色逐渐变浅，最后变为白色，这是由于Ti(OH)2自然氧化为TiO2：

Ti(OH)2＝TiO2＋H2

在空气中加热Ti(OH)2，则氧化为偏钛酸：

2Ti(OH)2＋O2＝2H2TiO3

Ti(OH)2是一种典型的碱性氧化物，它易溶于酸中并放出氢气：

＋＋

2Ti(OH)2＋6H＝2Ti3＋4H2O＋H2

当Ti(OH)2在氢气保护下溶于酸中时，便生成二价钛盐：

＋＋

Ti(OH)2＋2H＝Ti2＋2H2O

B．制取方法

在氢气保护下的二价钛盐溶液中加人氢氧化物或碳酸铵会沉淀生成Ti(OH)2：

＋＋

Ti2＋2NH4OH＝2NH4＋Ti(OH)2 （黑色沉淀） ＋＋

Ti2＋(NH4)2CO3＋H2O＝2NH4＋CO2＋Ti(OH)2 （褐色沉淀）

750~800℃，氢气氛

7．三氢氧化钛

A．化学性质

Ti(OH)3是一种还原剂，容易被氧化。刚制取的Ti(OH)3颜色较深，但放置时颜色逐渐变浅，最后变为白色，这是由于在水的作用下其被氧化为正钛酸：

2Ti(OH)3＋2H2O＝2H2TiO4＋H2

另外，Ti(OH)3也容易在空气中氧化生成偏钛酸：

4Ti(OH)3＋O2＝4H2TiO3＋2H2O

Ti(OH)3是一种弱碱性氢氧化物，它可溶于酸中生成三价钛盐：

＋＋

Ti(OH)3＋3H＝Ti3＋3H2O

B．制取方法

在三价钛盐溶液中加入氢氧化铵、碱金属氢氧化物、硫化物或碳酸盐，便能生成Ti(OH)3

沉淀：

－－

TiCl3＋3OH＝Ti(OH)3＋3Cl

－－

2TiCl3＋3S2＋6H2O＝2Ti(OH)3＋6Cl＋3H2S

－－

2TiCl3＋3CO32＋6H2O＝2Ti(OH)3＋6Cl＋3H2CO3

8．正钛酸 A．性质 正钛酸通常是无定型的白色粉末。它是一种不稳定的化合物，热水洗涤、加热或长时间在真空中干燥时便转化为偏钛酸。正钛酸不溶于水和醇中，但易转化为胶体溶液。正钛酸是两性氢氧化物，它在常温下易溶于无机酸和强有机酸中，也能溶于热的浓碱溶液中。 在水溶液中，正钛酸通常以水化物的形式存在，在pH＝7时为二水正钛酸，而在pH<7（即酸性）的溶液中存在下列平衡转化：

＋＋

Ti(OH)4(H2O)2＋OH3[Ti(OH)3(H2O)3]＋H2O

＋＋＋

[Ti(OH)3(H2O)3]＋OH3[Ti(OH)2(H2O)4]2＋H2O

＋＋＋

[Ti(OH)2(H2O)4]2＋OH3[Ti(OH)(H2O)5]3＋H2O

在pH >7（即碱性）的溶液中存在下列平衡：

－－

Ti(OH)4(H2O)2＋OH[Ti(OH)5(H2O)]＋H2O

－－－

[Ti(OH)5(H2O)]＋OH[Ti(OH)6]2＋H2O

B．制取方法 硫酸或盐酸的二氧化钛溶液与碱金属氢氧化物或碳酸盐反应，反应生成物在常温下干燥则可得到正钛酸。 TiCl4在大量水中水解时，也能生成正钛酸的水化物：

TiCl4＋5H2O＝H4TiO42H2O＋4HCl

粉末钛与沸腾水反应也可生成正钛酸：

Ti（粉末）＋4H2O＝H4TiO4＋2H2

9．偏钛酸

A．性质

偏钛酸是—种白色粉末，加热时变黄。25℃时密度为4.3g/cm3。偏钛酸不导电。

偏钛酸不溶于水，也不溶于稀酸和碱溶液中，却溶于热浓硫酸中。偏钛酸的酸性表现为在高温下能与金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐烧结生成相应的钛酸盐；与金属卤化物反应也生成钛酸盐，并析出卤化氢。

偏钛酸是不稳定化合物，在煅烧时发生分解，生成TiO2。

偏钛酸脱水的起始温度为200℃，300℃时已达到较大的脱水速度，但需在高温下才能