天津大学无机化学课件第十三章过渡元素.ppt

1、2020/11/3,课件,1,第一节过渡元素概述,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,2020/11/3,课件,2,2020/11/3,课件,3,第二节钛族、钒族元素,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,2020/11/3,课件,4,13-2-1 钛族、钒族元素概述,13-2-1 钛族、钒族元素概述,Rf、Db为人工合成放射性元素,2020/11/3,课件,5,于1789年被发现，到1910年才制得纯钛, 其相对丰度比较高, 列第十位。含量比Ni、Cu、Zn、Pb、Sn、Hg等常见元素还多。因为它难提炼,应用晚,所以称稀有元素。,13-2-1 钛族、钒族元素概述,2020/11

2、/3,课件,6,钛(Ti),钛矿比较分散，重要的矿石有： 金红石(TiO2)、钛铁矿(FeTiO3)、 钒钛铁矿(攀枝花),通常采用,2020/11/3,课件,7,钛(Ti),2020/11/3,课件,8,钛(Ti),2020/11/3,课件,9,锆(Zr)、铪(Hf),2020/11/3,课件,10,钒(V),2020/11/3,课件,11,钒(V),2020/11/3,课件,12,铌(Nb)、钽(Ta),2020/11/3,课件,13,13-2-2 钛的重要化合物,13-2-2 钛的重要化合物,钛(Ti)价电子构型3d24s2,2020/11/3,课件,14,二氧化钛(TiO2)钛白,性质

3、,2020/11/3,课件,15,二氧化钛(TiO2)钛白,性质,TiO2 + 6HF TiF62- + 2H+ + 2H2O,2020/11/3,课件,16,二氧化钛(TiO2)硫酸法,制取,2020/11/3,课件,17,二氧化钛(TiO2)氯化法,制取,2020/11/3,课件,18,钛酸盐和钛氧盐,如 BaTiO3 是难溶于水的白色固体 介电常数高, 是最重要的压电陶瓷材料,2020/11/3,课件,19,四氯化钛,为易挥发的共价型化合物,2.室温下为无色液体，易挥发，有刺激 性气味，易溶于有机溶剂,3.极易水解，在潮湿的空气中冒白烟,可用于制造烟雾,4.是制备金属钛及其化合物的重要原

4、料,有机反应催化剂,2020/11/3,课件,20,三氯化钛(紫色),1. 在500800用氢气还原干燥TiCl4气体,2. 将钛溶于热、浓HCl,4Ti3+ +2H2O + O2 4TiO2+ + 4H+,3. 在HCl溶液中用Zn还原Ti(),2TiO2+ + 4H+ + Zn 2Ti3+ +Zn2+ 2H2O,2020/11/3,课件,21,13-2-3 钒、铌、钽的重要化合物,13-2-3 钒、铌、钽的重要化合物,钒(V)价电子构型3d34s2,主要氧化数：+5、+3、+2,2020/11/3,课件,22,五氧化二钒(V2O5),2020/11/3,课件,23,五氧化二钒(V2O5),

5、2020/11/3,课件,24,钒酸盐,2020/11/3,课件,25,钒酸盐,2020/11/3,课件,26,钒酸盐,2020/11/3,课件,27,第二节结束,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,第二节,结束,2020/11/3,课件,28,第三节铬族元素,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,2020/11/3,课件,29,13-3-1铬族元素概述,13-3-1铬族元素概述,放射性元素,居世界第二位,居世界第一位 占全球总量的一半以上,2020/11/3,课件,30,铬,铬(Cr),2020/11/3,课件,31,铬(Cr),2020/11/3,课件,32,钼、钨,钼(Mo

6、)、钨(W),2020/11/3,课件,33,铬、钼、钨与酸的反应情况,2020/11/3,课件,34,铬的制备,工业铬产品原料(Na2Cr2O7)的制备,铬铁矿(FeCr2O4),培烧炉,用水浸取,过滤,铬渣,Na2CrO4,2020/11/3,课件,35,工业铬产品原料(Na2Cr2O7)的制备,铬铁矿(FeCr2O4),培烧炉,用水浸取,过滤,铬渣,Na2CrO4,酸化、浓缩,Na2Cr2O7晶体,2Na2CrO4+H2SO4 Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O,2020/11/3,课件,36,13-3-2 铬的重要化合物,铬的电势图,13-3-2 铬的重要化合物,2020/11/3

7、,课件,37,主要氧化物和氧化物的水合物,13-3-2 铬的重要化合物,黄,2020/11/3,课件,38,三氧化二铬(Cr2O3)铬绿,演示,2020/11/3,课件,39,三氧化二铬(Cr2O3)铬绿,1. 稳定的两性氧化物,2. 灼烧过的Cr2O3难溶于酸或碱 可与酸性熔剂共熔,Cr2O3是制铬的原料，也是绿色颜料广泛用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等,2020/11/3,课件,40,氢氧化铬Cr(OH)3,实为水合氧化铬Cr2O3xH2O 含水量是可变的， 习惯上用Cr(OH)3表示,Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 (灰绿色),2020/11/3,课件,41,铬()盐,2020/11

8、/3,课件,42,铬()盐,1. Cr3+水解,Cr(H2O)63+H2O Cr(OH)(H2O)52+H3O+,pH，进一步反应,2020/11/3,课件,43,铬()盐,铬()盐,2020/11/3,课件,44,铬()盐,铬()盐,2020/11/3,课件,45,铬()配合物,如 CrCl36H2O,2020/11/3,课件,46,Cr3+鉴定,1. 加入过量NaOH,2. 加入H2O2,3. 加入Pb(NO3)2或AgNO3或BaCl2,2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH- 2CrO +8H2O,2020/11/3,课件,47,三氧化铬(铬酐),K2Cr2O7+H2SO4(浓) 2C

9、rO3+K2SO4+H2O,CrO3 + H2O H2CrO4,溶于碱生成铬酸盐,CrO3 + 2NaOH Na2CrO4 + H2O,2020/11/3,课件,48,铬酸盐和重铬酸盐,2020/11/3,课件,49,铬酸盐和重铬酸盐,2020/11/3,课件,50,铬酸盐和重铬酸盐,此反应用于铁含量的测定,2020/11/3,课件,51,铬酸盐和重铬酸盐,过去化学实验室所用“洗液” 是由重铬酸盐饱和溶液与浓硫酸配制而成 若“洗液”由暗红色变为绿色，即Cr() 已转变为Cr()，洗液失效,2020/11/3,课件,52,第三节结束,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,第三节,结束,20

10、20/11/3,课件,53,第四节锰族元素,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,2020/11/3,课件,54,13-4-1锰族元素概述,13-4-1 锰族元素概述,在自然界中的储量仅次于Fe、Ti, 重要的矿物是软锰矿(MnO2xH2O), 深海有“锰结核”(含锰25%)约3万多亿吨 主要用于制造合金钢，钢铁生产中的脱氧剂和脱硫剂,1925年，德国化学家诺达克夫妇 从铂矿中发现了它 Re的熔点高(3170)，仅次于W 特别是WRe合金，可做火箭外 壳，核反应堆内衬,2020/11/3,课件,55,13-4-2 锰的重要化合物,13-4-2 锰的重要化合物,锰的主要氧化态,-,2-,2

11、020/11/3,课件,56,锰的电势图,_,2020/11/3,课件,57,锰的电势图,2020/11/3,课件,58,锰的主要氧化物及其水合物,2020/11/3,课件,59,氢氧化锰Mn(OH)2,2020/11/3,课件,60,锰() 盐,此为Mn2+的鉴定方法,2020/11/3,课件,61,二氧化锰,此反应用于在实验室制取少量氯气,2020/11/3,课件,62,锰() 盐,2. 在酸性溶液中易发生歧化,3. 在中性或碱性溶液中歧化趋势、速率较小,2020/11/3,课件,63,锰() 盐KMnO4(灰锰氧),2020/11/3,课件,64,锰() 盐KMnO4(灰锰氧),KMnO4为深紫色晶体, 易溶于水,2. 在酸性溶液或光照缓慢分解, 应保存在棕色瓶中,3.对热不稳定,2020/11/3,课件,65,锰() 盐KMnO4(灰锰氧),4. 强氧化性, 不同介质被还原产物不同,2-,2020/11/3,课件,66,第四节结束,无机化学多媒体电子教案,第十三章 过渡元素,第四节,结束,2020/11/3,课件,67,2020/11/3,课件,68,2020/11/3,课件,69,2020/11/3,课件,70,2020/11/3,课件,71,2020/1