Соединения титана и циркония

Задание 399

При действии на титан концентрированной хлороводородной (соляной) кислоты образуется трихлорид титана, а при действии азотной – осадок метатитановой кислоты. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

Решение:

а) При взаимодействии титана с концентрированной соляной кислотой образуется трихлорид титана:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

2Ti⁰  + 6H⁺ = 2Ti³⁺ + 3H₂⁰

Молекулярное уравнение реакции:

2Ti + 6HCl  = 2TiCl₃ + 3H₂↑

б) При действии на титан концентрированной азотной кислоты образуется осадок метатитановой кислоты:

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

3Ti⁰  + 4N⁵⁺ = 3Ti⁴⁺ + 4N²⁺

Молекулярное уравнение реакции:

2Ti + 4HNO₃ + H₂O  = 3H₂TiO₃↓ + 4NO↑

Задание 400
При растворении титана в концентрированной серной кислоте последняя восстанавливается минимально, а титан приобретает высшую степень окисления. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.
Решение:
При растворении титана в концентрированной серной кислоте :

Уравнения электронного баланса:

Ионно-молекулярное уравнение:

Ti⁰  + 2S⁶⁺ = Ti⁴⁺ + S⁴⁺

Молекулярное уравнение реакции:

Ti + 4H₂SO₄   = Ti(SO₄)₂ + 2SO₂↑ + 4H₂O

Задание 402
Диоксиды титана и циркония при сплавлении взаимодействуют со щелочами. О каких свойствах оксидов говорят эти реакции? Напишите уравнения реакций между: а) ТiO₂ и ВаО; б) ZrO₂ и NаОН. В первой реакции образуется метатитанат, а во второй — ортоцирконат соответствующих металлов.
Решение:
Взаимодействие диоксидов титана и циркония при сплавлении их со щелочами может указывать на их амфотерные или кислотные свойства. 

Уравнения реакций оксидов титана и циркония:

а) ТiO₂ и ВаО

При взаимодействии ТiO₂ и ВаО образуется метатитанат бария BaTiO₃:

ZiO₂ + ВаО = BaTiO₃

б) ZrO₂ и NаОН

При взаимодействии ZrO2 и NаОН образуется ортоцирконат натрия Na₄ZrO₄ – соль ортоциркониевой кислоты H₄ZrO₄ или ZrO₂ ^. хН₂О :

ZrO₂ + 4NаОН = Na₄ZrO₄ + 2Н₂О