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1、金屬元素及其化合物主族重要而常見元素的名稱、符號(hào)及在周期表中的位置、常見化合物及主要形態(tài)。 I a、nA族金屬單質(zhì)的制備方法,金屬與氧反應(yīng)的產(chǎn)物,金屬與水反應(yīng)的產(chǎn)物及產(chǎn) 物的堿性,鹽類物質(zhì)的溶解性。鋁、錫、鉛、鉍、鈦、釩、鉻、錳、鐵等金屬重要特性及其化合物的性質(zhì)、定性檢 驗(yàn)和分離的一般方法。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。對(duì)角線規(guī)則;離子晶體鹽類化合物的溶解性規(guī)律以及金屬化合物的熱穩(wěn)定性。 【熱點(diǎn)難點(diǎn)】1 金屬和非金屬的物理性質(zhì)有很明顯的差別,列于表中。金屬非金屬1 熔點(diǎn)高(除Hg、Cs、Ga外,其它金屬熔 點(diǎn)均較高)2. 大多數(shù)金屬密度較大3. 有金屬光澤4大多是熱及電的良導(dǎo)體,電阻通常隨溫

2、度 的升高而增大5 大多具有延展性6.固體金屬大多屬金屬晶體7 蒸氣分子大多是單原子的常溫下溴為液體,而氧、氟、氯等均為氣 體,有些為固體一般密度較小大多無金屬光澤大多不是熱和電的良導(dǎo)體,電阻通常隨溫度的升高而減小大多不具有延展性固體大多屬分子晶體蒸氣(或氣體)分子大多是雙原子或多原 子的2、堿金屬和堿土金屬(1) 單質(zhì)的制備:由于堿金屬和堿土金屬的性質(zhì)很活潑,所以一般用電解它們的熔融 化合物的方法制取。(2) 單質(zhì)與水反應(yīng)及產(chǎn)物的堿性:鈹和鎂對(duì)水穩(wěn)定,因?yàn)楸砻嫔隙加兄旅艿难趸锉Wo(hù)膜。I A和Ca、Sr、Ba都易同水反應(yīng):鈉同水猛烈作用,K、Rb、Cs遇水發(fā)生燃燒,甚至爆炸;而Li、Ca、S

3、r、Ba同水反應(yīng)則比較緩慢。IA族n A族M + H 20=M0H +H 2 f,M + H 20=M(0H) 2(Ca、Sr、Ba) + H 2 f(3) 鹽類的溶解性:s區(qū)元素常見的鹽類中,除少數(shù)鹽類(如Li+鹽、Be2+鹽、Mg2+鹽)具有共價(jià)性外,其他鹽類主要是離子性。3、鋁、錫、鉛、鉍(1) 鋁一般鋁表面有一層氧化物膜,所以在常溫下,鋁在大氣、水、H2S氣及冷、濃HN0 3中都不被腐蝕。純鋁(99.95%)在冷濃HNO3、H2SO4中呈鈍態(tài),故可用鋁罐儲(chǔ)運(yùn)濃HNO 3。Al3+和L較易形成配離子 AIF63(氟鋁酸根),冰晶石 Na3AIF6就是氟鋁酸鹽。氣態(tài)氯 (溴)化鋁是二聚分子

4、 Al 2Cl6(Al 2Br6)(2) 錫和鉛Sn(0H)2、Sn(0H)4均為白色難溶物,都是兩性物質(zhì),但低氧化態(tài)的Sn(OH) 2以堿性為主,而高氧化態(tài)的 Sn(OH)4以酸性為主。PbO2是褐色的固體強(qiáng)氧化劑, 受熱分解為Pb(n )和Pb(W )的混合氧化物,高于550C時(shí) 分解為PbO。Pb(OH)2難溶于水,是以堿性為主的兩性物。Sn CI2是強(qiáng)還原劑,易水解。(3) 鉍Bi(OH) 3是難溶于水的堿性氫氧化物。Bi(川)鹽易水解,生成 BiO +鹽沉淀。4、對(duì)角線規(guī)則不考慮氫和零族元素,可以把周期表中第二周期的各個(gè)元素看作是各主族元素的第一個(gè)元素。它們的性質(zhì)與同族其它元素有明顯

5、的差異,卻跟周期表中緊靠右下方的元素, 在性質(zhì)上有許多相似之處。這稱為 對(duì)角線規(guī)則”此規(guī)則存在于 Li Mg、BeAl、B Si三對(duì)元 素之間。例如硼與硅的化性在以下幾方面很相似。(1) 硼和硅的氫化物都易揮發(fā),都很活潑,都跟空氣中的。2反應(yīng),都跟水反應(yīng)放出氫 氣。B2H6 + 6H2O = 2H3BO3 + 6H2 fSiH4 + (n + 2) H2O = SiO2 nH2O + 4H?f(2) 硼、硅的氧化物都呈玻璃態(tài)、有酸性,跟金屬氧化物分別生成硼酸鹽和硅酸鹽。 硼酸和硅酸都是弱酸。(3) 硼、硅的鹵化物水解生成相應(yīng)的硼酸和硅酸。(4) 硼、硅跟NaOH溶液反應(yīng)都生成 H2和鹽。對(duì)角線

6、元素性質(zhì)的相似是由于它們的離子極化作用相似,即它們的離子勢(shì)(z/r)較為接近。5、離子晶體鹽類化合物的溶解度規(guī)律目前關(guān)于離子型鹽類的溶解度,還沒有一個(gè)完整的理論解釋,僅發(fā)現(xiàn)一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,女口:離子的電荷小、半徑大的鹽往往是易溶的。若陰陽離子的半徑相差不大,則晶格能的大小在溶解過程中有較大的影響。離子電荷高、半徑小,也就是離子勢(shì)(Z/r )大的離子所組成的鹽較難溶解,如堿土金屬和許多過渡金屬 的碳酸鹽、磷酸鹽等是難溶的,而堿金屬的硝酸鹽和氯酸鹽等易溶。6、熱穩(wěn)定性堿土金屬碳酸鹽其陽離子的半徑越小,堿土金屬碳酸鹽越易發(fā)生分解,分解所需溫度越低。表 堿土金屬碳酸鹽的分解溫度MCO 3 = MO(s)

7、 + CO 2(g)MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3分解溫度(K)813117315631633d區(qū)金屬(一)1 d 區(qū)元素概述在已知的 112 種元素中,金屬占 80以上。通??蓪⒔饘俜譃楹谏饘倥c有色金屬兩 大類。黑色金屑包括鐵、錳和鉻及其合金,主要是鐵碳合金。有色金屬是指鐵、錳、鉻之外 的所有金屬。d區(qū)元素包括周期系第川 B四B ,忸,I Bn B族元素(不包括鑭系元素和錒系元素 )。d 區(qū)元素都是金屬元素。這些元素位于長(zhǎng)式元素周期表的中部,即典型金屬元素和典型非金屬元素之間。d區(qū)元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是它們的原子最外層大多有2個(gè)s電子(少數(shù)只有1個(gè)s電子,Pd無5s電子),次外層分

8、別有I10個(gè)d電子。d區(qū)元素的價(jià)層電子構(gòu)型為(n-1)d1-10 ns 1-2,其中工 B 和 n B 族為(n 一 1)d10ns1-2。d 區(qū)元素通常稱為過渡元素或過渡金屬。關(guān)于過渡元素的范圍也有其他不同的劃分方法。有人認(rèn)為第1B ,n B族元素的原子次外層d亞層內(nèi)有10個(gè)d電子,即全滿狀態(tài),所以過渡元素不應(yīng)包括這兩族元素。同周期 d 區(qū)元素金屬性遞變不明顯, 渡系:第一過渡系 第四周期元素從鈧 第二過渡系 第五周期元素從釔 第三過渡系 第六周期元素從镥1、1、d 區(qū)元素的原子半徑和電離能 過渡元素的原子半徑通常人們按不同周期將過渡元素分為下列三個(gè)過(Sc)到鋅(Zn);(Y)到鎘(Cd)

9、;(Lu)到汞(Hg)。般比主族元素小。同一周期元素的原子半徑從左到右只略有減小,不如主族元素減小得那樣明顯。到IB和n B族,因次外層d亞層填滿而使原子半徑略有增大。同一族的過渡元素的原子半徑自上而下也增加不大,這主要是由于鑭系收縮所導(dǎo)致的結(jié)果。同一周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大,總的變化趨勢(shì)是逐漸增大的,但這種遞增的幅度并不很大。而第二、第三電離能這種遞增的幅度依次變大。與形成d 軌道全滿或半滿狀態(tài)離子相對(duì)應(yīng)的電離能數(shù)值常常表現(xiàn)得低一些。例如,F(xiàn)e 的第三電離能相對(duì)低一些,這是由于 F0為d5構(gòu)型。Zn, Cd, Hg的第二電離能也相對(duì)低一些,這有利于 形成它們的 M2+。同族過渡元

10、素的電離能的遞變不很規(guī)則。正常的變化傾向是前幾族元素電離能自上而下依次升高,后幾族則出現(xiàn)交錯(cuò)現(xiàn)象。1 、 2 、 d 區(qū)元素的物理性質(zhì)除n B族外,過渡元素的單質(zhì)都是高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、密度大、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性良好的金屬。熔點(diǎn)在金屬中 W最高(3683±20K),硬度最大的是鉻,密度最大的是忸族的鋨(Os,322 57g cm ) 。造成這種特性的原因可能是因過渡元素的單質(zhì)的原子半徑小,采取緊密堆積時(shí)除有s電子外,還有部分 d 電子參與成鍵,在金屬鍵之外還有部分共價(jià)鍵,因此結(jié)合牢固。13、 d 區(qū)元素的化學(xué)性質(zhì)第一過渡系元素電離能和電負(fù)性都比較小, 表明具有較強(qiáng)的還原性, 電極電勢(shì)均為負(fù)值

11、。IIIB 族是它們中最活潑的金屬,性質(zhì)與堿土金屬接近。在同一過渡系中從左到右,電離能 增加的遠(yuǎn)不如主族元素那樣顯著, 表現(xiàn)出的金屬性很接近。 同族元素的活潑性從上到下依次 減弱。 第一過渡系元素的單質(zhì)比第二、三過渡系元素的單質(zhì)活潑。例如,在第一過渡系中除銅外,其他金屬都能與稀酸 (鹽酸或硫酸 )作用,而第二、三過渡系的單質(zhì)大多較難發(fā)生類似 反應(yīng)。在第二、三過渡系中有些元素的單質(zhì)僅能溶于王水和氫氟酸中,如鋯(Zr)、鉿(Hf)等,有些甚至不溶于王水,如釘(Ru),銠(Rh)、鋨(Os)、銥(1r)等。化學(xué)性質(zhì)的這些差別,與第二、三過渡系的原子具有較大的電離能(Ii和|2)和升華焓(原子化焓)有

12、關(guān)。有時(shí)這些金屬在表面上易形成致密的氧化膜,也影響了它們的活潑性。過渡元素的單質(zhì)能與活潑的非金屬(如鹵素和氧等 )直接形成化合物。 過渡元素與氫形成金屬型氫化物, 又稱為過渡型氫化物。 這類氫化物的特點(diǎn)是組成大多不固定, 通常是非化學(xué) 計(jì)量的,如 VHi.8, TaH0.76, LaNiH 5.7等。金屬型氫化物基本上保留著金屬的一些物理性質(zhì), 如金屬光澤、導(dǎo)電性等,其密度小于相應(yīng)的金屬。有些元素的單質(zhì)如W B一W B族的元素,還能與原子半徑較小的非金屬,如B, C, N形成間充(或間隙)式化合物。間充式化合物比相應(yīng)的純金屬的熔點(diǎn)高(如TiC, W2C, TiN , TiB的熔點(diǎn)都在3 000

13、C左右),硬度大(大都接近于金剛石的硬度 ),化學(xué)性質(zhì)不活潑。工業(yè)上W2C 常被用作硬質(zhì)合金,可用其制造某些特殊設(shè)備。過渡元素的單質(zhì)由于具有多種優(yōu)良的物理性質(zhì)和化學(xué)性能, 在冶金工業(yè)上用來制造各種 合金鋼,例如,不銹鋼 (含鉻、鎳等 )、彈簧鋼 (含釩等 )、建筑鋼 (含錳等 )。另外,它們的一些 單質(zhì)或化合物在化學(xué)工業(yè)上常用作催化劑。 例如,在硝酸制造過程中, 氨的氧化用鉑作催化 劑;不飽和有機(jī)化合物的加氫常用鎳作催化劑;接觸法制造硫酸,用五氧化二釩(V 205)作催化劑等。 總之,在化學(xué)工業(yè)所用的催化劑中, 過渡元素的單質(zhì)及其化合物占有相當(dāng)重要的地 位。1、4、 d 區(qū)元素的氧化態(tài)過渡元素

14、原子的共同特點(diǎn)是具有未充滿的d軌道(Pd例外),最外層只有12個(gè)s電子。隨著核電荷數(shù)的增加,電子依次填充在次外層的 d軌道上。由于過渡元素次外層d軌道和最外層 s軌道的能級(jí)相近,且d軌道尚未達(dá)到穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)。所以,除s電子外,d電子可以部分或全部參加成鍵,使過渡元素表現(xiàn)出多種氧化態(tài)。例如Mn有+2 , +3, +4, +6, +7等多種氧化數(shù)。同一元素氧化態(tài)的變化是連續(xù)的。一般由+2價(jià)直到與族數(shù)相同的氧化態(tài)( VIII 例外)。在羰基配合物中以 0或-1出現(xiàn)。這種連續(xù)變化的氧化態(tài)與主族元素不同。第一過渡系元素的低氧化值一般比較穩(wěn)定, 第二、第三過渡系元素的高氧化值比較穩(wěn)定。 一般說來, 過

15、渡元素的高氧化值化合物比其低氧化值化合物的氧化性強(qiáng)。過渡元素與非金屬形成二元化合物時(shí),往往只有電負(fù)性較大、陰離子難被氧化的非金屬元素(氧或氟 )才能與它們形成高氧化值的二元化合物,如Mn 207和CrF6等。而電負(fù)性較小、陰離子易被氧化的非金屬(如碘、溴、硫等),則難與它們形成高氧化值的二元化合物。在它們的高氧化值化合物中,以其含氧酸鹽較穩(wěn)定。這些元素在含氧酸鹽中,以含氧酸根離子形式存在, 如Mn04-, CrO42, VO43等。過渡元素的較低氧化值(+2和十3)大都有簡(jiǎn)單的M2+和M3+。這些離子的氧化性一般都不強(qiáng)(Co3+ , Ni3+和Mn3+除外),因此都能與多種酸根離子形成鹽類。1

16、、5、 d 區(qū)元素離子的顏色過渡元素的離子在水溶液中以水合離子的形式存在, 常顯示出一定的顏色。 過渡元素與 其他配體形成的配離子也常具有顏色。這些配離子吸收了可見光(波長(zhǎng)在730 nm 400nm)的一部分,發(fā)生了 dd躍遷,而把其余部分的光透過或散射出來。人們?nèi)庋劭吹降木褪沁@部分透過或散射出來的光,也就是該物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色沒有未成對(duì)d電子的過渡金屬離子都是無色 的。常見過渡元素水合離子顏色見表162。對(duì)于某些具有顏色的含氧酸根離子,如VO43(淡黃色)CrO 42(黃色)、MnO”(紫色)等,它們的顏色被認(rèn)為是由電荷遷移引起的。在上述離子中的金屬元素都處于最高氧化態(tài),釩、 鉻和錳的形式電荷分

17、別為 5, 6和7,它們都具有d0電子構(gòu)型,均有較強(qiáng)的奪取電子的能力。 這些酸根離子吸收了一部分可見光的能量后, 氧陰離子的電荷會(huì)向金屬離子遷移。 伴隨電荷 遷移,這些離子呈現(xiàn)出各種不同的顏色。過渡金屬的離子或原子具有能量相近的原子軌道,其中nS和nP軌道是空的,(n一 1)d軌道也是部分空或全空, 具有很強(qiáng)的配位能力。 如鐵原子和鎳原子可與羰基形成羰基配合物 Fe(C0)5和Ni(CO) 5, Fe3+, Ni2+與CN-形成配合物Fe(CN) q3-, Ni(CN)可2-。配合物的配位 數(shù)較高。從靜電理論的角度來看,過渡元素的離子半徑小、電荷較多、極化力較大,利于與 配體成鍵。由于d電子不

18、滿,過渡元素的化合物通常是順磁性化合物。2. 鉻2、1、鉻的單質(zhì)鉻是周期表中W B族的第一種元素,其主要礦物是鉻鐵礦FeCr 2 O 4 (FeO 2 O 3 ),其次是鉻鉛礦 PbCrO 4。豐度為 0.0083 。鉻是灰白色、略帶光澤的金屬,它的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高,硬度、密度大,機(jī)械性能強(qiáng)。純鉻有延展性,含有雜質(zhì)的鉻硬而脆。由于它的表面容易生成一層氧化膜而呈鈍態(tài), 所以金屬活潑性較差, 在通常條件下, 鉻 在空氣、水中相當(dāng)穩(wěn)定的。在機(jī)械工業(yè)上,為了保護(hù)金屬不生銹,常在鐵制品的表面鍍有一層鉻,這一鍍層能長(zhǎng)期保持光亮。它能緩慢的溶解于稀鹽酸、稀硫酸,放出氫氣,但不溶于稀硝酸或磷酸。在熱鹽酸中很快

19、溶解并放出氫氣,溶液呈藍(lán)色(Cr2+),隨即又被空氣氧化成綠色( Cr3+)。Cr+2HCI(?。?CrCl 2 (藍(lán)色)+H 2 f4CrCl 2 (藍(lán)色)+4HCI+O 2 (空氣)=4CrCI 3 (綠色)+2H 2 OCr與熱的濃硫酸生成中生成二氧化硫和硫酸鉻(川)。但在冷的濃硝酸中呈鈍態(tài)而不溶。鉻溶于王水或氫氟酸和硝酸的混合酸中。鉻一般與堿溶液不作用,與熔融的堿性氧化劑反應(yīng)。在高溫下,鉻 與活潑的非金屬反應(yīng),與碳、氮、硼也能形成化合物。Cr、Mo、W的性質(zhì)變化:Cr到W,金屬活潑性逐漸降低,最高氧化態(tài)化合物趨于穩(wěn)定。金屬中以鉻的硬度最大,能刻畫玻璃 Cr以優(yōu)良的銀白色金屬光澤應(yīng)用于電

20、鍍,如自行車、汽車、精密儀器中的鍍鉻部件。含鉻 12以上的鋼稱為不銹鋼,有很好的耐熱性、耐 磨性和耐腐蝕性。鉻和鎳的合金用來制造電熱設(shè)備。16、 2、 2、鉻的重要化合物鉻的3d64s1六個(gè)電子都能參加成鍵,所以鉻能形成+1, +2, +3 , +4, +5, +6多種氧化數(shù)的化合物。其中以 +3和+6兩種氧化數(shù)的化合物最重要。2、 2、鉻的重要化合物1、鉻的氧化物和氫氧化鉻鉻的氧化物有CrO , Cr2O3和CrO3,對(duì)應(yīng)的水化物分別為Cr(0H)2, Cr(0H)3和含氧酸H2CQ4, H262O7等。其酸堿性規(guī)律為CrOCr2O3CrO3堿性兩性酸性Cr(OH) 2Cr(OH) 3H2C

21、rO4, H2Cr2O7堿性兩性酸性(1) 、Cr2 O3 (鉻綠)Cr 2 O 3為綠色晶體,難溶于水。與氧化鋁相似,具有兩性,溶于酸生成Cr(III) 鹽,溶于強(qiáng)堿生成亞鉻酸鹽。Cr2O3 3H 2SO4Cr2 (SO4 )3 3H 2OCr2O3 2NaOH2NaCrO2 H 2O經(jīng)過高溫灼燒的 Cr 2 O 3不溶于酸堿,但可用熔融法使它變?yōu)榭扇苄喳}。Cr2O3 3K 2S2O73K 2SO4 Cr 2 ( SO4 )3Cr 2 O 3常作為綠色顏料而廣泛用于油漆、陶瓷及玻璃工業(yè),還可用作有機(jī)合成的催化劑,也是制取鉻鹽和冶煉金屬 Cr的原料。高溫下金屬鉻與氧化合生成 Cr2O 3,或(

22、NH 4)2Cr2O7=Cr2O3+N 2+4H 2O170 C(2) 、氫氧化鉻:在Cr(III)鹽溶液中加入適量的NH3H2O或NaOH溶液,即有灰藍(lán)色的 Cr (OH )3膠狀沉 淀析出。CrCl 3+3NH3 H2O= Cr (OH )3 J +3NHCICrCl 3+3 NaOH =Cr (OH )3 J +3Ja Cl氫氧化鉻與氫氧化鋁相似,有明顯的兩性。Cr(OH)3+3HCI=CrCl 3+3H2OCr(OH) 3+3NaOH=2H 2O+NaCrO 2或 NaCr(OH) 4)Cr (OH )3還能溶于液氨中形成相應(yīng)的配離子。(3) 、三氧化鉻CrO3為暗紅色晶體,易潮解,有

23、毒。CrO 3遇熱不穩(wěn)定,超過熔點(diǎn)即分解放出O2。4CrO3=2Cr2O3+3O2196 C因此,CrO3是一種強(qiáng)氧化劑,一些有機(jī)物如酒精等與CrO3接觸時(shí)即著火或爆炸,本身被還原為C2O3。可用于鈍化金屬。CrO3溶于水,生成鉻酸 H2CrO 4,溶于堿得鉻酸鹽。CrO3+H2O=H2CrO4 CrO3+2NaOH=Na 2CrO4+H2O因此,CrO3是鉻酸的酸酐。CrO3也可與水反應(yīng)生成重鉻酸。向固體重鉻酸鉀中加入過量的濃硫酸,即有CrO3晶體析出。K262O7+H2SO4(濃)=K2SO4+2CrO3 J +HOCrO3與冷的氨水反應(yīng)生成重鉻酸銨 (NH 4)2Cr2O7。2CrO3+

24、32NH 3+H2O=(NH 4)2Cr2O7生成的(NH4)2Cr2O7受熱即可完全分解。(NH 4)2Cr2O7=Cr2O3+N 2+4H2O17OCH2CrO 4為二元強(qiáng)酸,與硫酸的酸性強(qiáng)度接近,但它不穩(wěn)定,只能存在溶液中。重鉻 酸是縮合酸,酸性比 H2CrO 4 強(qiáng)。2、Cr(III) 的化合物常見的Cr (川)鹽有暗綠色Cr CI36H2O、紫色Cr 2 (SO4) 3 18H 2 0、桃紅色Cr2 (SO 4 )3,藍(lán)紫色K 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 24H 2 O,它們都易溶于水 ,形成水合離子Cr(H 2O)63+ (紫色),所以Cr3+實(shí)際上并不存在于水溶液

25、中。鉻(川)鹽有毒。鉻(川)鹽還能與C1 , NH3, CN 等形成配合物,如 CrCI 63-, Cr(NH 3)63+, Cr(CN) 63-等。當(dāng)溶液中存在兩個(gè)配位體時(shí), 由于濃度和條件的不同, 兩個(gè)配位體分布在配離子內(nèi)界和外界的數(shù)目不同, 得到顏色不同的多種配離子, 體(CrCI 3 6H2O)可有以下不同顏色的變體。即結(jié)晶得到不同顏色的變體。 例如三氯化鉻晶Cr(H 2O)4CI2CI2 2H2OCr(H 2O)6CI 3Cr(H 2O)5CICI 2 H2O紫色藍(lán)綠色暗綠色在堿性溶液中,Cr(III) 有較強(qiáng)的還原性,鉻(川)鹽或亞鉻酸鹽(CrO2)在堿性溶液中易被H2O2, C1

26、2, Br2, NaCIO ,過氧化鈉氧化為鉻酸鹽。2CrO 2- (亮綠色) +3Na2O 2 +2H 2 O=2CrO42- (黃色) +4H2O+6Na+2CrO 2 -+3H 2O2+2OH =2CrO42- +4H2O2CrO 2 -+3C1 2十 80H =2CrO42-+6CI +4H2O2CrO 2 -+3CI0 十 20H =2CrO42-+3CI+H 2O利用此反應(yīng)來鑒定 Cr 3+的存在。在酸性條件下, Cr(III) 鹽的還原性很弱,三價(jià)鉻以Cr 3+ 離子形式存在,要使其氧化為六 價(jià)鉻則需強(qiáng)氧化劑。如 KMnO 4、HIO 4 、(NH 4 ) 2S 2 O 8 等。

27、2+ +22H10Cr 3+ +6MnO 4- +11H 2 O=5Cr 2 O 72- +6Mn2Cr3+ S 2 O 8 2+7H 2O=5Cr 2 O 72-+6SO42+14HCr Cl3 6H2O是常見的Cr(III)鹽,易潮解,在工業(yè)上用作催化劑、媒染劑和防腐劑。鉻鉀礬用于鞣革工業(yè)和紡織工業(yè)。3、鉻 (VI) 的化合物鉻(W )鹽有鉻酸鹽和重鉻酸鹽兩類化合物。它們都有毒。重鉻酸鹽大都易溶于水,而鉻酸鹽中除鉀、鈉和銨鹽外都不溶于水。鉻酸(H2CrO4)是一種二元強(qiáng)酸,強(qiáng)度接近硫酸,只存在于水溶液中。第二步解離較弱。H2CrO4二 HCrO4+H+Ki =4.1HCrO 4- CrO4

28、2+H+ K2 =1.3X10-6重鉻酸(H262O7)的酸性比H2CrO4更強(qiáng),僅存在于稀溶液中。能氧化濃鹽酸,放出H2Cr2O7+12HCI(濃)=2CrCI 3+3C12 f +7HO鉻酸根CrO42-呈黃色,重鉻酸根 C2O72-橙紅色。它們?cè)谌芤褐写嬖谄胶釩rO42-+2H+-2HCrO4-Cr2O72-+H2O可見,鉻(W )鹽溶液中同時(shí)存在 CrO42-, HCrO 4 , 62O72三種離子,其相對(duì)含量的高 低由溶液的酸度而定。酸性溶液(PH< 2)中主要以Cr 2 O 7 2-為主,溶液呈橙紅色,堿性溶液(PH> 6)溶液中以CrO 42-為主,溶液呈黃色。由電極

29、電勢(shì)可知,鉻(W )鹽只有在酸性溶液中,即以Cr2O72-的形式存在時(shí),才表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。( 1 )、鉻酸鹽 常見的鉻酸鹽有鉻酸鈉、鉻酸鉀,它們都是黃色晶體。前者和許多鈉鹽相似,易潮解。它們的水溶液都顯堿性。堿金屬和銨的鉻酸鹽易溶于水,MgCrO4可溶,CaCrO4微溶,BaCrO4難溶。大多數(shù)金屬的鉻酸鹽都難溶,主要以Ag +、Pb2+、Ba2+的鉻酸鹽為代表。2Ag + + CrO 42- =Ag 2 CrO 4 J 磚紅色)Ba 2+ + CrO 42- =BaCrO 4 J 黃色)Pb 2+ + CrO 42- =PbCrO 4 J 黃色)實(shí)驗(yàn)室常用上述反應(yīng)鑒定 Ag +、Ba 2+、

30、Pb 2+及CrO 42-的存在。不同顏色的鉻酸鹽常用作顏料。(2)、重鉻酸鹽以重鉻酸鈉(俗稱紅礬鈉)和重鉻酸鉀(俗稱紅礬鉀)最為重要,都是橙紅色的晶體。重鉻酸鉀無吸潮性, 用重結(jié)晶法易于提純, 它是分析化學(xué)中常用的基準(zhǔn)試劑。 但重鉻酸 鈉便宜,溶解度較大,如要求純度不高,宜選用重鉻酸鈉。在重鉻酸鹽溶液中除加堿可轉(zhuǎn)化為鉻酸鹽外,加Ag +、Pb 2+和Ba 2+也可轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鉻酸鹽。H 2 O+4Ag + +Cr 2 O 7 2-=2Ag 2 CrO 4 J磚紅色)+2H +H 2 O+2Ba 2+ + Cr 2 O 7 2-=2BaCrO 4 J黃色)+2H +H 2 O+2Pb 2+ +

31、 Cr 2 O 7 2- =2PbCrO 4 J 黃色)+2H +因?yàn)檫@些鉻酸鹽的溶解度比相應(yīng)的重鉻酸鹽小,從而使平衡向著生成鉻酸鹽的方向移動(dòng)。重鉻酸鹽是實(shí)驗(yàn)室中常用的氧化劑,可氧化Fe2+, H2S, HI , H2SO3, NaNO2,乙醇和濃 HCl ,本身被還原為 Cr3+。Cr 2 O 7 2- +6 Fe2+ + 14H+- =2Cr3+6 Fe3+7 H 2 O這一反應(yīng)在分析化學(xué)上用于Fe2+含量的測(cè)定。Cr 2 O 7 2-+3CH3CH2OH +8H +=3CH 3COOH+2Cr 3+7H2O此反應(yīng)用于檢驗(yàn)司機(jī)是否酒后開車。Cr 2 O 7 2-+3NO2+8H +=2Cr

32、3+3 NO3+4H2O實(shí)驗(yàn)室中常用的鉻酸洗液是用等體積熱的飽和重鉻酸鉀溶液與濃硫酸配制的。2H 2 SO 4 (濃)+2K 2 Cr 2 O 7 =2CrO 3 +2K 2 SO 4 +2H 2 O用來洗滌玻璃器皿的油污,當(dāng)溶液由棕紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘稻G色時(shí),Cr(W)鹽已被還原成Cr(III)鹽,洗液失效。由于洗液污染環(huán)境 ,已逐漸停止使用 .在工業(yè)上 K2Cr2O 7大量用于鞣革、印染、電 鍍和醫(yī)藥等方面。在Cr 2 O 7 2-的溶液中,加入H2O2和乙醚時(shí),有藍(lán)色過氧化物生成,這一反應(yīng)用來鑒定溶液中 是否含有鉻 (VI) 存在。4、含鉻廢水鉻的化合物中,以鉻(VI)的毒性最大。比Cr3+大1

33、00倍,Cr2+及金屬鉻毒性較小。飲用含 鉻水對(duì)胃、腸等有刺激作用,吸人含鉻氣體會(huì)引起鼻黏膜發(fā)炎甚至穿孔。鉻會(huì)引起貧血、腎 炎、神經(jīng)炎,并有致癌作用。電鍍、制革、化工、冶金工業(yè)排放的廢水中常含有鉻。國(guó)家排 放標(biāo)準(zhǔn)是廢水中Cr6+的含量不超過0.1mg,L。含鉻廢水的處理方法有多種,化學(xué)方法有還原法和離子交換法。(1)還原法還原法包括還原劑還原法和電解還原法。常用的還原劑有 FeS04,NaHS03,Na2SO3等。先將Cr6+還原為Cr3+,再加石灰乳生成 Cr(OH) 3沉淀而除去。Cr 2 0 7 2-+3HSO3-+5H + =2Cr3+3SO42 +4H2OCr3+3OH =Cr(OH

34、) 3 J電解還原法是用鐵作電極,在陰極Cr6+被還原成Cr3+,陽極溶解下來的Fe2+也可將Cr6+還原為Cr3+。(2)離子交換法處理含Cr6+污水的方法中,離子交換法效果好。使廢水流經(jīng)陰離子交換樹脂,交換后的樹脂用 NaOH溶液處理,使Cr6+重新進(jìn)入溶液進(jìn)行回收,同時(shí)樹脂也得到再 生。其過程為ROH十HcrO-交換 再生RHCrO十OH-此外,可用活性污泥法進(jìn)行生化處理。3. 錳錳在地殼層的豐度是 0.1%,在過渡元素中排第三位,僅次于Fe和Ti。錳在自然界主要以軟錳礦MnO 2 x H2O的形式存在。錳的價(jià)電子結(jié)構(gòu)為 3d55s2, 7個(gè)價(jià)電子都能參加成鍵。 錳的氧化態(tài)有+11 &g

35、t; +III、+IV、 +V、+VI 和+VII 等。3、1錳的單質(zhì)錳是銀白色似鐵的金屬,質(zhì)硬而脆,是制造特種合金鋼的重要材料。含錳量超過1%的鋼叫做錳鋼,錳鋼具有硬度高、強(qiáng)度大和耐磨、耐大氣腐蝕的特性,是軋制鐵軌、架設(shè)橋梁 的優(yōu)質(zhì)材料。錳在鋼鐵工業(yè)中有著重要地位。錳屬于活潑金屬。在空氣中其表面生成一層致密的氧化物保護(hù)膜而變暗,粉末狀的錳很容易被氧化。在加熱使能與許多非金屬反應(yīng),如在空氣中氧化或燃燒是均生成Mn 304,與氟反應(yīng)能生成MnF2和MnF4,與其他鹵素反應(yīng)則生成 MnX 2型的鹵化物。錳和熱水反應(yīng)生成 Mn(OH) 2和 H2。Mn + H20= Mn(OH) 2 J+ H2在有

36、氧化劑存在下,錳還能與熔融堿作用生成錳酸鹽Mn + KOH + 0 2 =K2MnO4 + H2O錳能溶于一般的無機(jī)酸中,生成Mn( n )鹽,與冷的濃硫酸作用緩慢。Mn + H += Mn2+ + H23、2錳的重要化合物錳的3d54S2七個(gè)電子都能參加成鍵,錳能形成多種氧化態(tài),其中氧化數(shù)為+2, +4 , +7的化合物最重要。氧化還原性是錳的化合物的特征性質(zhì)。錳的元素電勢(shì)圖為礙g坦S込占乂iI* 他iMnO,縣聳丄旦 MnQd坐 MnfOHhMn1(LS83I3、2、1、錳的氧化物和氫氧化物錳有多種氧化物。錳的氧化物及其對(duì)應(yīng)的氫氧化物或含氧酸,隨氧化數(shù)的升高和離子半徑的減小,堿性逐漸減弱,

37、酸性逐漸增強(qiáng)。即MnOMn 2O3MnO 2MnO 3Mn 2O7綠色棕色黑色綠色液體Mn(O H)2Mn(OH) 3、Mn(OH)4H3MnO4HMnO4白色棕色棕黑色綠色紫色堿性堿性兩性酸性酸性(1)、二氧化錳 二氧化錳是錳最穩(wěn)定的氧化物。是一種黑色粉末狀物質(zhì),難溶于水。MnO 2是兩性氧化物。在酸性介質(zhì)中 MnO2是強(qiáng)氧化劑,與濃鹽酸共熱產(chǎn)生氯氣,還能氧化H2O2 和 Fe2+。2MnO 2+4HC1 (濃)=2MnCl 2 + CI2 f + H2OMn O2十 H2O2+H2SO4=M nSO4+O2f +2HOMnO 2 十 2FeSO4 十 2H 2SO4= MnSO 4+Fe2

38、(SO4)3 十 2H2OMnO 2與濃H2SO4反應(yīng)生成硫酸錳并放出氧氣。2MnO2 十 2H2SO4(濃)=2M nSO4+O2f +2HO在堿性介質(zhì)中,有氧化劑存在時(shí),還能被氧化而轉(zhuǎn)化成錳 (VI )的化合物。例如,MnO2和KOH的混合物于空氣中,或者與 KCIO 3、KNO 3等氧化劑一起加熱熔融,可以得到綠色的錳酸鉀K 2 MnO 42MnO 2 +4KOH+O 2 =2K 2 MnO 4 +2H 2 OMnO 2 +6KOH+KClO 3 =3K 2 MnO 4 +KCl+3H 2 O由元素電勢(shì)圖可知, MnO4與Mn 2+會(huì)發(fā)生逆歧化反應(yīng),生成 MnO2。MnO 2的氧化還原性

39、,特別是氧化性,使它在工業(yè)上有很重要的用途,在玻璃工業(yè)中,將它加入熔融態(tài)玻璃中以除去帶色雜質(zhì)(硫化物和亞鐵鹽)。 在油漆工業(yè)中, 將它加入熬制 的半干性油中,可以促使這些油在空氣中的氧化作用。MnO 2在干電池作去極劑,它也是一種催化劑和制造錳鹽的原料。(2)氫氧化錳 在Mn( n )鹽溶液中加入強(qiáng)堿,即生成白色 Mn(OH) 2沉淀。 在堿性介質(zhì)中, Mn(OH) 2很不穩(wěn)定,極易被氧化,甚至溶解在水中的氧也能使它氧化E E(O2/ H2O)= 1.229V,生成棕色的水合二氧化錳。2Mn(OH) 2+O2=2MnO(OH) 2(或2MnO2 H2O) 此反應(yīng)在水質(zhì)分析中用于測(cè)定水中的溶解氧

40、。MnO(OH) 2脫水生成 MnO 2。2MnO(OH) 2=2MnO 2+2H2O3、2、2、錳鹽(1 )錳(n )鹽 由于Mn2+價(jià)電子構(gòu)型為3d5,是半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),故錳 (n )鹽最穩(wěn)定。Mn(n )的強(qiáng)酸鹽都易溶于水,少數(shù)弱酸鹽不溶于水,如MnCO3, MnC2O4, Mn3(PO4)2, MnS不溶于水。在水溶液中,Mn 2+常以淺粉紅色的Mn(H 20)62+水合離子形式存在。Mn2+在酸性溶液中很穩(wěn)定,既不易被氧化,也不易被還原。只有與強(qiáng)氧化劑如K2S2O8,NaBiO3, PbO2反應(yīng),才能使Mn2+氧化為Mn。4。2Mn 2+5S2O82-+8H2O=2MnO 4-+1

41、0SO42-十 16H +2 Mn 2+5 NaBiO3 +14H + =2MnO4- +5Bi3+ +5 Na +7H2O 2Mn2+5PbO2+4H+=2MnO4- +5Pb2+2H2O反應(yīng)產(chǎn)物MnO 4即使在很稀的溶液中,也能顯示出它特征的紅色。因此上述反應(yīng)常用來 檢驗(yàn)溶液中 Mn 2+的存在。在堿性介質(zhì)中 Mn 2+易被氧化 :Mn 2+ +2OH - =Mn(OH) 2 J白色2Mn(OH) 2 +O 2 =2MnO(OH) 2 (MnO 2 H 2 O)(棕色)錳鹽屬弱堿鹽, 在水溶液中有水解性。所以錳鹽溶液在蒸發(fā)、 濃縮時(shí), 必須保證溶液有 足夠的酸度,抑制 Mn 2+水解成不穩(wěn)

42、定的 Mn(OH) 2,而 Mn(OH) 2經(jīng)氧化、脫水可產(chǎn)生 MnO 2。Mn2+2H2O= Mn(OH) 2+2H +錳(II)鹽具有一定的毒性,吸入含錳的粉塵會(huì)引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒。(2) 、錳(VI)鹽Mn(VI) 最重要的化合物是墨綠色的 K 2 MnO 4 。在水溶液中易歧化。3MnO42-+2H2O=2MnO4-+MnO 2+4OH-堿性增強(qiáng)(pH>13.5 )則MnO42-穩(wěn)定性增高。堿性降低則有利于其歧化,如通往CO2或加醋酸就可使它歧化。3MnO 42-+2CO2=2MnO 4-+MnO2+2CO32-在堿性條件下 K 2 MnO 4 不是強(qiáng)氧化 劑,如加氧化劑或電解也可

43、氧化錳酸鉀。2MnO42-+Cl2=2MnO 4-+2Cl-在酸性條件下 K 2 MnO 4雖然有強(qiáng)氧化性,但由于它的不穩(wěn)定性,故不用作氧化劑。(3)錳(VII)鹽錳(W )鹽中最重要的是高錳酸鉀,俗稱灰錳氧。高錳酸鉀是暗紫色晶體,有光澤。易溶 于水,其水溶液呈紫紅色。對(duì)熱不穩(wěn)定,加熱到200 C就能分解放出氧氣,故與有機(jī)物混合會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。2KMnO 4=K2MnO4+MnO2+O2在溶液中, KMnO 4也不十分穩(wěn)定,在酸性溶液中緩慢地分解,析出MnO2。4MnO4-+4H+=4MnO2+2H2O+3O2在中性或微堿性溶液中分解更慢。4MnO4- + 4OH - = 4 MnO 4 2

44、- +O2 + 2H2O 加熱光線對(duì) KMnO 4的分解有催化作用,所以固體 KMnO 4及其溶液都需保存在棕色瓶中。2KMnO 4(s)+H2SO4(濃)=Mn 2O7 (綠褐色油狀液體)+K2SO4+H2OMn2O7易分解出。2及O3,遇有機(jī)物起火。 因此保存固體時(shí)應(yīng)避免與濃硫酸及有機(jī)物接觸。高錳酸鉀無論在酸性、中性或堿性介質(zhì)中,都有很強(qiáng)的氧化性,即使稀溶液也有強(qiáng)氧化性。在酸性介質(zhì)中,其還原產(chǎn)物是 Mn2+,如可氧化Fe2+ , I-, C1-, SO32-。2MnO 4- + 5SO 3 2- +6H + = 2Mn 2+ + 5SO 4 2- + 3H2O2MnO 4- + 5 Fe2

45、+ +8H + = Mn 2+ +5 Fe3+ + 4H2O 在分析化學(xué)中利用后一反應(yīng)測(cè)定鐵的含量。在中性、微堿性溶液中,其還原產(chǎn)物是MnO2。MnO 4- + 3SO 3 2- +H2O=2MnO 2 + 3SO4 2- + 2OH - 在強(qiáng)堿性溶液中,其還原產(chǎn)物是 MnO 4 2-。2MnO 4- + SO32- + 2OH - = 2MnO 42- +SO4 2- +H2O如還原劑 SO3 2-過量,會(huì)進(jìn)一步還原 MnO 4 2-,最后產(chǎn)物是 MnO 2。MnO 4 2-+ SO3 2-+H 2O=MnO 2 J + ©4 2-+2OH 高錳酸鉀廣泛用于定量分析中,測(cè)定一些過渡

46、金屬離子(如Ti3、VO2+、Fe2+等)以及H2O2、草酸鹽、甲酸鹽和硝酸鹽等的含量。0. 1%的KMnO 4稀溶液常用來消毒水果和茶具,5的 KMnO 4溶液可治療燙傷。 在工業(yè)上還用來做油脂和蠟的漂白劑, 也是常用的化學(xué)試劑。4. 鐵鐵位于周期表中忸族,與鈷和鎳性質(zhì)相似,合稱為鐵系元素。其主要礦物有磁鐵礦Fe3O4、赤鐵礦Fe2O3、褐鐵礦FeO等。鐵的價(jià)層電子構(gòu)型為3d64s2。氧化態(tài)有 + n、 +川、(+ W )。 鐵有生鐵和熟鐵之分,生鐵含碳量在 1. 7%一4. 5%,熟鐵含碳量在 0. 1%以下。而鋼 含碳量為0. 1%1. 7%。4、1 、鐵的單質(zhì)鐵是白色而有光澤的金屬,略

47、帶灰色。有很好的延展性和和鐵磁性。 純金屬鐵塊在空氣中較穩(wěn)定。但含有雜質(zhì)的鐵在潮濕空氣中容易生銹,銹層疏松多孔, 不能起保護(hù)作用。鐵屬于中等活潑金屬。高溫時(shí)能與O2, S, CI2, Br2等非金屬單質(zhì)化合。赤熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)生成FeaO4,并放出H2。鐵能溶于鹽酸、稀硫酸和稀硝酸,但冷的濃硫酸、濃硝 酸會(huì)使其鈍化。 鐵能被濃堿溶液緩慢腐蝕,而鈷、 鎳在堿性溶液中的穩(wěn)定性比鐵高,故熔堿 時(shí)最好使用鎳制坩堝。鐵能與一氧化碳形成羰基化合物。 這些羰基化合物穩(wěn)定性差, 利用它們的熱分解反應(yīng)可 以制的高純度金屬。4、 2 、鐵的化合物1、鐵的氧化物和氫氧化物( 1)氧化物鐵有三種氧化物: FeO

48、(黑色)、 Fe 3 O 4(黑色) 、 Fe 2 O 3(紅色)FeO是堿性氧化物,不溶于水,能溶于強(qiáng)酸而不溶于堿。Fe 2 O 3俗稱鐵紅,可作紅色顏料、磨光粉、催化劑等。不溶于水。它是兩性氧化物,但堿性強(qiáng)于酸性。與酸作用生成 Fe (川)鹽,與NaOH , Na2CO3, Na20等堿性物質(zhì)共熔生成鐵 酸鹽。Fe 2 O 3+6HCI=2FeCl 3+3H2OFe 2 O 3+2NaOH =2NaFeO2+H2O灼燒后的 Fe 2 O 3不溶于酸。Fe3O4,又稱磁性氧化鐵,黑色晶體,可作黑色顏料。不溶于水。經(jīng)證明,F(xiàn)e3O4是一種鐵酸鹽。從溶液中析出的Fe(m )或Fe(n )的含氧酸

49、鹽都帶有結(jié)晶水。它們受強(qiáng)熱時(shí)分解為Fe(川)或Fe( n )的氧化物,例如: 582。實(shí)驗(yàn)室常用上述反應(yīng)制取 Fe2O,或FeO。( 2)氫氧化物鐵有兩種氫氧化物:Fe(OH) 2(白色)和Fe(OH) 3(棕紅色)。它們都是難溶于水的弱堿。 在亞鐵鹽 (除盡空氣 )、鐵鹽溶液中加堿,即有氫氧化物沉淀生成。Fe3+3OH=Fe(OH)3(s)Fe2+2OH=Fe(OH)2(s)Fe(OH)2極不穩(wěn)定,在空氣中易被氧化,白色的Fe(OH):先變成灰綠色,最后成為棕紅色的 Fe(OH)3。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH) 3 只有在完全清除掉溶液中的氧時(shí),才有可能得到白色的Fe(O

50、H)2。新沉淀的Fe(OH)3具有微弱的兩性,但堿性強(qiáng)于酸性。溶于酸生成Fe (川)鹽,溶于濃的強(qiáng)堿溶液,生成鐵酸鹽。例如能溶于熱的濃KOH溶液,生成KFeO2或K3Fe(OH) 6。Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2OFe(OH)3+OH=FeO2-+2H2O經(jīng)放置的Fe(OH)3沉淀則難以顯示酸性,只能與酸反應(yīng)。2、鐵鹽(1 )鐵(n)鹽鐵(n)鹽有強(qiáng)的還原性,在空氣中不穩(wěn)定,易被氧化成鐵(川)鹽。在溶液中,鐵(n )鹽的氧化還原穩(wěn)定性隨介質(zhì)不同而異。在酸性介質(zhì)中,F(xiàn)e2+比較穩(wěn)定,有顯著的還原性,能被強(qiáng)氧化劑如KMnO4, K262O7, CI2, H2O, HNO3氧化成Fe3+。

51、2Fe2+C12=2Fe3+2C1- 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O Fe2+HNO 3+ H+=Fe3+NO2 f +HO在酸性溶液中,空氣中的氧也能把Fe2+氧化為Fe3+。在堿性介質(zhì)中,F(xiàn)e2+還原性更強(qiáng),極易被氧化。因此,制備和保存鐵(n )鹽溶液時(shí),必須加入足夠濃度的酸,始終保持溶液的酸性,并加幾顆鐵釘防止氧化。2Fe3+Fe=3Fe2+鐵(n )鹽溶液顯淺綠色,稀溶液幾乎無色。Fe2+的強(qiáng)酸鹽幾乎都溶于水,如硫酸鹽、硝酸鹽、鹵化物等。由于水解呈酸性,所以F0的弱酸鹽大都難溶于水而溶于酸,如碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物等。常見的鐵(n )鹽是FeSO4 7H2O,俗稱綠磯,

52、為藍(lán)綠色晶體,易風(fēng)化。其無水鹽是白色粉 末,不穩(wěn)定,特別是溶液,易被氧化為Fe(川)鹽。4FeSO4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO 4棕色FeSO 4可以用作媒染劑、鞣革劑、木材防腐劑、種子殺蟲劑及準(zhǔn)備藍(lán)黑墨水。亞鐵鹽在分析化學(xué)中是常用的還原劑,通常使用比綠磯穩(wěn)定的摩爾鹽硫酸亞鐵銨,即(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O,在分析化學(xué)中用于標(biāo)定 KMnO 4、K262O7等溶液的濃度。例如KMnO 4+10FeSO 4+8H 2 SO4= K2 SO4+ 2MnSO4+5 Fe2(SO 4) 3+6H2O(2 )鐵(川)鹽由于Fe(OH)3的堿性比Fe(OH)2更弱,所以Fe(川)鹽較

53、鐵(n )鹽易于水解,這是Fe(川)鹽的 重要性質(zhì),其水解產(chǎn)物近似地認(rèn)為是Fe(OH)3。Fe 3+ 3H 20= Fe(OH) 3 薩 3H +在強(qiáng)酸性(pH0溶液中,F(xiàn)e3+以水合離子Fe(H2O)63+的形式存在,顯黃色。隨著酸性減 弱,水解、縮合逐級(jí)進(jìn)行,很快就形成膠體溶液,最后形成Fe(OH)3沉淀。溶液顏色由黃色加深至棕色。加酸能抑制Fe(H2O)63+水解,故配制Fe (川)鹽溶液時(shí),需加入一定的酸。Fe C13或Fe2(SO4) 3常用作凈水劑,是因?yàn)槠淠z狀水解產(chǎn)物能凝聚水中的懸浮物,并一起沉降。+3價(jià)鐵的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物和高氯酸鹽等都易溶于水,并且在水中容易水解使溶液顯

54、酸性。Fe(川)鹽的另一重要性質(zhì)是氧化性。Fe 3+的氧化能力相對(duì)較弱,但在酸性溶液中屬于中強(qiáng)氧化劑,能氧化 SnCI2,Cu ,KI和H2S等,還原產(chǎn)物是Fe3+。例如2Fe 3+2I-=2Fe 2+ I22Fe 3+H2S=2Fe2+S+2H+2Fe 3+ Fe=3Fe2+2Fe 3+ Cu=2Fe 2+ Cu2+氯化鐵是重要的Fe(川)鹽。無水三氯化鐵是用氯氣和鐵粉在高溫下直接合成的。將鐵屑溶于鹽酸所得的氯化亞鐵溶液通入氯氣, 再經(jīng)濃縮、 冷卻、結(jié)晶得到黃棕色的六水氯化鐵晶 體。三氯化鐵主要用于有機(jī)染料的生產(chǎn)上。 在印刷制版中, 它可用作銅版的腐蝕劑。 即把銅 版上需要去掉的部分和三氯化

55、鐵作用,使Cu變成CuCl2而溶解。Cu+2FeCI 3 =CuCI 2+2FeCI 2此外,三氯化鐵能引起蛋白質(zhì)的迅速凝聚,所以在醫(yī)療上用作傷口的止血?jiǎng)?。硫酸鐵也是重要的Fe(川)鹽,易形成磯,如藍(lán)紫色硫酸鐵銨晶體NH4Fe(SO4)2 12缶0。(3) 鐵的配合物 亞鐵氰化鉀Fe2*與KCN溶液作用,首先生成白色氰化亞鐵沉淀,KCN過量,沉淀溶解而形成六氰合鐵(H )酸鉀K4Fe(CN)6,簡(jiǎn)稱亞鐵氰化鉀,俗名黃血鹽,為檸檬黃色晶體。在黃血鹽溶液中通人氯氣或加入高錳酸鉀溶液,可把Fe(CN) 64-氧化為 K3Fe(CN) 6。2 K4Fe(CN) 6+C1 2 =2 K3Fe(CN) 6+2KCl3K4Fe(CN)6+KMnO 4+2H2O=3 K3Fe(CN) 6+MnO 2 J +4KOH 鐵氰化鉀六氰合鐵(川)酸鉀K3Fe(CN) 6,簡(jiǎn)稱鐵氰化鉀,俗名赤血鹽,為深紅色晶體。在F0溶液中加入赤血鹽,或在F

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