無(wú)機(jī)化學(xué)13-3

1、第三節(jié)鉻族元素第三節(jié)鉻族元素第十三章第十三章 過(guò)渡元素過(guò)渡元素第三節(jié)第三節(jié)鉻族元素鉻族元素13-3-1鉻族元素概述鉻族元素概述13-3-113-3-1鉻族元素概述鉻族元素概述d區(qū)區(qū)B族族CrMoWSg鉻鉻鉬鉬鎢鎢主要礦物主要礦物鉻鐵礦鉻鐵礦Fe(CrO2)2輝鉬礦輝鉬礦MoS2黑鎢礦黑鎢礦MnFeWOMnFeWO4 4白鎢礦白鎢礦CaWOCaWO4 4放放射射性性元元素素稀有元素稀有元素但在我國(guó)的儲(chǔ)量極為豐富但在我國(guó)的儲(chǔ)量極為豐富居世界第二位居世界第二位居世界第一位居世界第一位占全球總量的一半以上占全球總量的一半以上鉻鉻鉻鉻(Cr)銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度是所有銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度

2、是所有金屬中最大的金屬中最大的常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀HCl或稀或稀H2SO4Cr + 2H+ + Cr2+ + H2藍(lán)色藍(lán)色4Cr2+ + 4H+ + O2 4Cr3+ + 2H2O紫色紫色鉻鉻(Cr)銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度是所有銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度是所有金屬中最大的金屬中最大的常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀HCl或稀或稀H2SO4不溶于硝酸，溶于熱、濃硫酸不溶于

3、硝酸，溶于熱、濃硫酸2Cr2Cr + + 6H6H2 2SOSO4 4(熱熱、濃濃) CrCr2 2(SOSO4 4)3 3+3SO+3SO2 2 + + 6H6H2 2O O具有硬度高、耐腐蝕、良好光澤等優(yōu)點(diǎn)具有硬度高、耐腐蝕、良好光澤等優(yōu)點(diǎn)常用作金屬表面鍍層，并用于制造合金常用作金屬表面鍍層，并用于制造合金鉬、鎢鉬、鎢大量用于制造合金鋼，鎢還用于制作燈大量用于制造合金鋼，鎢還用于制作燈絲和高溫電爐的發(fā)熱元件絲和高溫電爐的發(fā)熱元件鉬不與稀、濃鹽酸反應(yīng)，可與濃硝酸和鉬不與稀、濃鹽酸反應(yīng)，可與濃硝酸和王水反應(yīng)王水反應(yīng)為銀白色金屬，硬度大、熔點(diǎn)高為銀白色金屬，硬度大、熔點(diǎn)高 鎢鎢(3410)是金屬

4、中熔點(diǎn)是金屬中熔點(diǎn) 最高的最高的鉬鉬(Mo)、鎢、鎢(W)鎢與鹽酸、硫酸、硝酸均不反應(yīng)，只溶鎢與鹽酸、硫酸、硝酸均不反應(yīng)，只溶解于氫氟酸和硝酸的混合物或王水解于氫氟酸和硝酸的混合物或王水鉬與鎢性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定鉬與鎢性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定鉻、鉬、鎢與酸的反應(yīng)情況鉻、鉬、鎢與酸的反應(yīng)情況 HClHNO3王水王水Cr緩慢溶解緩慢溶解鈍化鈍化反應(yīng)反應(yīng)Mo不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)W不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)鉻的制備鉻的制備工業(yè)鉻產(chǎn)品原料工業(yè)鉻產(chǎn)品原料(Na2Cr2O7)的制備的制備鉻鐵礦鉻鐵礦(FeCr2O4)培燒爐培燒爐Na2CO3用水浸取用水浸取過(guò)濾過(guò)濾鉻渣鉻渣Na2CrO44FeC

5、r2O4(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 2Fe2O3(s) +8Na2CrO4(s) +8CO2(g) 工業(yè)鉻產(chǎn)品原料工業(yè)鉻產(chǎn)品原料(Na2Cr2O7)的制備的制備鉻鐵礦鉻鐵礦(FeCr2O4)培燒爐培燒爐Na2CO3用水浸取用水浸取過(guò)濾過(guò)濾鉻渣鉻渣Na2CrO4酸化酸化、濃縮濃縮Na2Cr2O7晶體晶體4FeCr4FeCr2 2O O4 4+8Na+8Na2 2COCO3 3+7O+7O2 2 2Fe2Fe2 2O O3 3+8Na+8Na2 2CrOCrO4 4+8CO+8CO2 211002Na2Na2 2CrOCrO4 4+H+H2 2SOSO4 4 NaNa2 2CrCr

6、2 2O O7 7+Na+Na2 2SOSO4 4+H+H2 2O O13-3-2 鉻的重要化合物鉻的重要化合物鉻的電勢(shì)圖鉻的電勢(shì)圖E /V A酸性溶液中，酸性溶液中， Cr3+穩(wěn)定穩(wěn)定堿性溶液中，堿性溶液中， Cr(OH)4- -有還原性有還原性無(wú)論酸性或堿性溶液，無(wú)論酸性或堿性溶液，Cr()均不穩(wěn)定均不穩(wěn)定13-3-2 鉻的重要化合物鉻的重要化合物酸性溶液中，酸性溶液中， Cr2O 有強(qiáng)氧化性有強(qiáng)氧化性堿性溶液中，堿性溶液中， CrO 無(wú)氧化性無(wú)氧化性2724E /V BCr2O7 Cr3+ Cr2+ Cr +1.36 -0.424 -0.90-0.74CrO4 Cr(OH)4- - Cr

7、(OH)2 Cr-0.13 -0.80 -1.4-1.22-2-主要氧化物和氧化物的水合物主要氧化物和氧化物的水合物主要氧化數(shù)主要氧化數(shù) 最常見狀態(tài)最常見狀態(tài)顏色顏色酸堿性酸堿性+2Cr(OH)2藍(lán)藍(lán)堿性堿性+3Cr2O3Cr(OH)3綠綠灰綠灰綠兩性兩性+6CrO3H2Cr2O7H2CrO4暗紅暗紅橙紅橙紅酸性酸性氧氧化化數(shù)數(shù)增增大，大，化化合合物物酸酸性性增增強(qiáng)強(qiáng)13-3-2 鉻的重要化合物鉻的重要化合物黃黃三氧化二鉻三氧化二鉻(Cr2O3)鉻綠鉻綠制取制取1. 高溫下，金屬鉻與氧直接化合高溫下，金屬鉻與氧直接化合4Cr + 3O2 2Cr2O3 2. 重鉻酸銨熱分解重鉻酸銨熱分解(NH4

8、)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O 3. 三氧化鉻熱分解三氧化鉻熱分解4CrO3 2Cr2O3+3O2 演示演示三氧化二鉻三氧化二鉻(Cr2O3)鉻綠鉻綠1. 穩(wěn)定的兩性氧化物穩(wěn)定的兩性氧化物性質(zhì)性質(zhì)2. 灼燒過(guò)的灼燒過(guò)的Cr2O3難溶于酸或堿難溶于酸或堿 可與酸性熔劑共熔可與酸性熔劑共熔Cr2O3+3K2S2O7 Cr2(SO4)3+3K2SO4高溫高溫Cr2O3是制鉻的原料，也是綠色顏料是制鉻的原料，也是綠色顏料廣泛用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等廣泛用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等CrCr2 2O O3 3+6KHSO+6KHSO4 4 CrCr2 2(SOSO4 4)3 3+

9、3K+ 3K2 2SOSO4 4+3H+3H2 2O O高溫高溫氫氧化鉻氫氧化鉻Cr(OH)3實(shí)為水合氧化鉻實(shí)為水合氧化鉻Cr2O3xH2O含水量是可變的，含水量是可變的，習(xí)慣上用習(xí)慣上用Cr(OH)3表示表示向向Cr3+溶液中加入適量堿溶液中加入適量堿Cr3+ + 3OH- - Cr(OH)3 (灰綠色灰綠色)難溶于水難溶于水兩性兩性溶于酸溶于酸Cr3+(藍(lán)紫色藍(lán)紫色)Cr(OH)3 +3H+ Cr3+ + 3H2O溶于堿溶于堿Cr(OH)4- -(亮綠色亮綠色)Cr(OH)3 +OH- - Cr(OH)4- -鉻鉻()鹽鹽常見的鉻鹽易溶于水常見的鉻鹽易溶于水六水合氯化鉻六水合氯化鉻CrCl

10、36H2O紫色紫色或或綠色綠色十八水合硫酸鉻十八水合硫酸鉻 Cr2(SO4)318H2O紫色紫色鉻鉀礬鉻鉀礬KCr(SO4)212H2O 藍(lán)紫色藍(lán)紫色CrCl3溶液的顏色隨溫度溶液的顏色隨溫度(T)、c(Cl- -)而變而變冷冷、稀稀CrCl3溶液中溶液中 Cr(H2O)63+ CrCl2(H2O)4+ T 、c(Cl- -)紫色紫色 綠色綠色鉻鉻()鹽鹽易水解易水解1. Cr3+水解水解CrCr(H H2 2O O)6 6 3+3+H+H2 2O O CrCr(OHOH)(H H2 2O O)5 5 2+2+H+H3 3O O+ + pH，進(jìn)一步反應(yīng)，進(jìn)一步反應(yīng) CrCr(H H2 2O O

11、)6 63+3+ + +CrCr(OHOH)(H H2 2O O)5 52+2+ H H O O (H H2 2O O)5 5Cr CrCr Cr(H H2 2O O)5 55+H+H2 2O O2CrCr(OHOH)(H H2 2O O)5 52+2+ +2H+2H2 2O O H H O O(H H2 2O O)4 4Cr CrCr Cr(H H2 2O O)4 4 O O H H 4+鉻鉻()鹽鹽常見的鉻鹽易溶于水常見的鉻鹽易溶于水CrCl3溶液的顏色隨溫度溶液的顏色隨溫度(T)、c(Cl- -)而變而變易水解易水解鉻鉻()鹽鹽3. 弱酸鉻鹽發(fā)生完全水解弱酸鉻鹽發(fā)生完全水解2Cr3+ 3

12、+ + 3S2- 2- + 6H2O 2Cr(OH)3 + 3H2S2. Cr(OH)4 水溶液加熱煮沸發(fā)生完全水解水溶液加熱煮沸發(fā)生完全水解2Cr(OH)4 +(x-3)H2O Cr2O3xH2O +2OH- -_鉻鉻()鹽鹽常見的鉻鹽易溶于水常見的鉻鹽易溶于水CrCl3溶液的顏色隨溫度溶液的顏色隨溫度(T)、c(Cl- -)而變而變易水解易水解在酸性溶液中，與在酸性溶液中，與強(qiáng)氧化劑才能反應(yīng)強(qiáng)氧化劑才能反應(yīng)2Cr2Cr3+3+3S+3S2 2O O8 82-2-+7H+7H2 2O O CrCr2 2O O7 72-2-+6SO+6SO4 42-2-+14H+14H+ +在堿性介質(zhì)中在堿性

13、介質(zhì)中, Cr(OH)4- -有強(qiáng)還原性有強(qiáng)還原性2Cr(OH)4- -+3H2O2+2OH- - 2CrO42-2- +8H2O鉻鉻()鹽鹽鉻鉻()配合物配合物配位數(shù)大多為配位數(shù)大多為6穩(wěn)定性較高，在水溶液解離程度較小穩(wěn)定性較高，在水溶液解離程度較小同一組成配合物可有多種異構(gòu)體同一組成配合物可有多種異構(gòu)體如如 CrCl36H2O Cr(H2O)6Cl3紫色紫色CrCl(H2O)5Cl2 H2O藍(lán)綠色藍(lán)綠色CrCl2(H2O)4Cl2H2O綠色綠色Cr3+鑒定鑒定1. 加入過(guò)量加入過(guò)量NaOH2. 加入加入H2O23. 加入加入Pb(NO3)2或或AgNO3或或BaCl22Cr(OH)4- -

14、+3H2O2+2OH- - 2CrO +8H2O 24 Cr3+3+ + 4OH- -(過(guò)量過(guò)量) Cr(OH)4- - （亮綠色亮綠色）CrO + Pb2+2+ ( )CrO + 2Ag+ + AgAg2 2CrO4 (磚紅色磚紅色)CrO + Ba2+2+ ( )242424三氧化鉻三氧化鉻(鉻酐鉻酐)制?。褐迫。涸谠贙2Cr2O7飽和溶液中加入過(guò)量濃硫酸飽和溶液中加入過(guò)量濃硫酸K2Cr2O7+H2SO4(濃濃) 2CrO3+K2SO4+H2O暗紅色晶體，有毒暗紅色晶體，有毒不穩(wěn)定不穩(wěn)定4CrO3 2Cr2O3 + 3O2197強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性, 與有機(jī)物劇烈反應(yīng)與有機(jī)物劇烈反應(yīng), 甚至著

15、火甚至著火CrO3 + H2O H2CrO4 溶于堿生成溶于堿生成CrO3 + 2NaOH Na2CrO4 + H2O易潮解，溶于水生成易潮解，溶于水生成鉻酸鹽和重鉻酸鹽鉻酸鹽和重鉻酸鹽重鉻酸鹽大都溶于水重鉻酸鹽大都溶于水K2Cr2O7 是橙紅色晶體是橙紅色晶體, 不易潮解不易潮解, 常用常用作化學(xué)分析的基準(zhǔn)物作化學(xué)分析的基準(zhǔn)物鉻酸鹽除鉻酸鹽除K+、 Na+、NH4 鹽外，一般均難鹽外，一般均難溶于水。溶于水。K2CrO4 是黃色晶體是黃色晶體+Cr2O7 和和CrO4 在溶液中存在如下平衡在溶液中存在如下平衡2-2-2CrO4 + 2H+ Cr2O7 + H2OH+OH- -黃色黃色 橙紅色

16、橙紅色2-2-鉻酸鹽和重鉻酸鹽鉻酸鹽和重鉻酸鹽在重鉻酸鹽溶液中加入在重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+鹽鹽時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀Cr2O7 +2Ba2+ +H2O 2BaCrO4 +2H+(檸檬黃檸檬黃)Cr2O7 +2Pb2+ +H2O 2PbCrO4 +2H+(鉻黃鉻黃)Cr2O7 +4Ag+ +H2O 2Ag2CrO4 +2H+(磚紅磚紅)2-2-2-鉻酸鹽和重鉻酸鹽鉻酸鹽和重鉻酸鹽在重鉻酸鹽溶液中加入在重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+鹽鹽時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀重鉻酸鹽在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性重鉻酸鹽在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性此反應(yīng)用于鐵含量的測(cè)定此反應(yīng)用于鐵含量的測(cè)定Cr2O7 +3SO3 +8H+ 2Cr3+3SO4 +4H2OCr2O7 +6I- -+14H+ 2Cr3+ 3I2 +7H2OCr2O7 +3H2O2+8H+ 2Cr3+3O2 +7H2OCr2O7 +3H2S+8H+ 2Cr3+ +3S +7H2OCr2O7 +6Fe2+2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O2-2-2-2-2-2-2-鉻酸鹽和重鉻酸鹽鉻酸鹽和重鉻酸鹽在重鉻酸鹽溶液中加入在重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+鹽鹽時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀重鉻酸鹽在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性重鉻酸鹽在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性 過(guò)去化學(xué)