第15章 过渡元素

1、123 长周期中长周期中BB族元素总称为过渡元素。族元素总称为过渡元素。属于属于 d区，区，ds。 如如Sc（钪）、（钪）、Y（钇）、（钇）、La系系（包括（包括17个元素即稀土元素）个元素即稀土元素）原子的价电子层构型原子的价电子层构型 (n-1)d1-10ns1-216-1过渡元素概述过渡元素概述4从左向右：原子半径缓慢减小，直到铜族从左向右：原子半径缓慢减小，直到铜族前后又稍增大。（有效核电核数逐步增大前后又稍增大。（有效核电核数逐步增大得不显著）得不显著）一一 原子半径原子半径1、同周期左、同周期左右，右，r减小，但比主族减少的趋减小，但比主族减少的趋势慢。势慢。2、同族上、同族上下，

2、五、六周期几乎相等。下，五、六周期几乎相等。 原因是：镧系收缩原因是：镧系收缩5二二 单质都是金属单质都是金属金属性最强的是钪分族金属性最强的是钪分族第一过渡系比第二、三过渡系强。如：第一过渡系比第二、三过渡系强。如：Ti（钛）、（钛）、Zr（锆）可溶于盐酸，而（锆）可溶于盐酸，而Hf（铪）只（铪）只能溶于王水。能溶于王水。 由于最外层电子数目为由于最外层电子数目为12个，其电负性小，个，其电负性小，易失去电子呈金属性。易失去电子呈金属性。 6三三 有可变的化合价有可变的化合价四四 水合离子大都有颜色水合离子大都有颜色红色为常见的氧化态红色为常见的氧化态7五五 形成配合物多形成配合物多原因：多

3、数能提供空轨道原因：多数能提供空轨道(n-1)d ns np nd。8原子半径变化示意图原子半径变化示意图六六 原子半径和电离能原子半径和电离能9d区元素的第一电离能区元素的第一电离能总趋势总趋势:同周期同周期 左左右右 小小大大 同副族同副族 不规律不规律10七七 物理性质物理性质(1) 熔点、沸点高熔点、沸点高 熔点最高的单质：钨熔点最高的单质：钨(W)(2) 硬度大硬度大 硬度最大的金属：铬硬度最大的金属：铬(Cr)(3) 密度大密度大 密度最大的单质：锇密度最大的单质：锇(Os)(4) 导电性，导热性，延展性好导电性，导热性，延展性好 s电子参加金属键的形成，电子参加金属键的形成，(n

4、-1)d电子电子也可部分或全部参与成金属键，由于成也可部分或全部参与成金属键，由于成键的价电子数多，形成牢固的金属键。键的价电子数多，形成牢固的金属键。 11熔点变化示意图熔点变化示意图12密度变化示意图密度变化示意图13钛钛 Titanium16-2-1钛副族钛副族16-2重要的过渡元素重要的过渡元素存在：金红石存在：金红石TiO2，钛铁矿，钛铁矿FeTiO3（一）物性（一）物性 银白色，银白色，m. p. 1680，b.p.3260，密度，密度d = 4.43g cm-3. （强度（强度/质量）比：所有金属材料中最大，且耐腐质量）比：所有金属材料中最大，且耐腐蚀（在蚀（在HCl、H2SO4

5、、HNO3中均中均“钝化钝化”，R.T.与卤与卤素，素，O2、H2O均不以应）均不以应） 广泛用于新造飞机、宇宙广泛用于新造飞机、宇宙飞船、游艇、石油化工设备、人造骨骼（人体不排飞船、游艇、石油化工设备、人造骨骼（人体不排斥）。高温下可作炼钢脱氧剂。斥）。高温下可作炼钢脱氧剂。一、钛单质一、钛单质14 活泼金属，在空气中易与氧发生活泼金属，在空气中易与氧发生反应生成致密的氧化膜而钝化，在室温反应生成致密的氧化膜而钝化，在室温在不与水、稀酸、碱反应。在不与水、稀酸、碱反应。（二）化学性质（二）化学性质 Ti 3d 2 4s 21易发生“钝化”（表面致密氧化物膜保护）。1516（三）钛的冶炼 反应

6、耦联 1000-1100KTiO2(s) )8(2),(ClC石墨 TiCl4(6) KMg 1070 Ti(s) 金红石 Ar 反应耦联（Reaction coupling）：（1） T iO2 (金红石) + 2 Cl2(g) = TiCl 4(l) + O2(g) rGq 1 = +152.3 kJmol-1 0， 非自发（2）2 C(石墨) + O2(g) = 2CO(g) rGq2 = -274 kJmol-1 0， 自发17反应（1）+（2） ，得： TiO2（金红石）+ 2Cl2(g) + 2C(石墨) = TiCl4(l) + 2CO(g) rGq = rGq1 + rGq2

7、= +152.3 + (-274) = - 122 kJmol-1 0总 反 应 ： 自 发18二二、四四氯氯化化钛钛 TiCl419三三 、 二二 氧氧 化化 钛钛T iO2 天 然 二 氧 化 钛 称 “ 金 红 石 ” ， 含 杂 质 。 人 工 制 备 纯T iO2俗 称 “ 钛 白 粉 ” ， 是 优 良 的 白 色 涂 料 ， 着 色 力 强 ， 遮 盖 力 强 ， 化 学 稳 定 性 好 ， 优 于 “ 锌 白 ” （ Z n O ） 和 铅 白 （ 2 P b C O3P b (O H )2） 等 白 色 涂 料 。 四四、Ti(H2O)63+红红紫紫色色，d - d 跃跃迁迁

8、引引起起。20钒钒 Vanadium美美丽丽的的颜颜色色（希腊语）一 、 钒钒 单单 质质 （ 一 ） R.T.“ 钝 化 ” ： 与 强 碱 、 HCl、 稀 H2SO4、 空 气 、 海 水 均 不 反 应 。 但 溶 于 HF(aq)、 HNO3、 浓 H2SO4和 “ 王 水 ” 。 例 ： 2 V + 6 HF = 2 VF3 + 2 H2 （ 二 ） 受 热 时 ， V 显 强 还 原 性 （ 似 Ti） 。 16-2-2钒副族钒副族21二、五氧化二钒二、五氧化二钒 V V2 2O O5 5（一）酸碱两性： V2O5 + 6 NaOH = 2 Na3VO4 + 3 H2O V2O5

9、 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + 3 H2O（二）酸介质中，中等氧化剂 q（VO2+/VO2+） = + 1.00 V q（Cl2/Cl- ） = + 1.36V 2 VO2+ + 4 H+ + 2 Cl （浓）= 2 VO2+ + Cl2 + 2 H2O（三）重要催化剂： 2 SO2（g） + O2 (g) 52OV 2 SO3 (g)22三、钒酸盐和多钒酸盐三、钒酸盐和多钒酸盐 VO43- H V2O74- H V3O93- HV10O286- pH 13.0 13.08.4 8.48.0 8.03.0 颜色 无 无 黄 红棕 H H2V10O284- H V2O5 (s) H

10、 VO2+（aq） pH 3.02.0 H+反极化 2.01.0 1.0 作用 颜色 红棕 红棕 黄 四四、钒钒用用途途 制钒钢，含钒0.10.2%的钒钢韧性、 弹性好，强度高，耐磨损，耐冲击， 可制装甲、钢轨、工具钢。 23铬、钼、钨的单质铬、钼、钨的单质铬分族铬分族(VIB)：Cr, Mo, W价电子构型：价电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2存在：存在：Cr 铬铁矿铬铁矿Fe(CrO2)2、铬黄、铬黄(PbCrO4) Mo 辉钼矿辉钼矿(MoS2) W 黑钨矿黑钨矿(Fe，Mn)WO4我国贫铬，但钼、钨蕴藏量极为丰富、其储量我国贫铬，但钼、钨蕴藏量极为丰富、其储量均居世界首位。均居世

11、界首位。24)(Cr3紫2O （3）无膜金属与酸的反应）无膜金属与酸的反应（2）活泼金属，表面已形一层成氧化膜，）活泼金属，表面已形一层成氧化膜，活泼性下降活泼性下降（1）银白色）银白色, 熔点沸点高，硬度大熔点沸点高，硬度大OHSO3SOCr)(SO2H2Cr2234242）（浓一、一、 铬的铬的 性质性质22HCr)(2HCr（蓝）稀25二、铬（二、铬（）化合物）化合物 Cr3+离子的价层电子结构为：离子的价层电子结构为：3d3 4s0 。外层电子。外层电子有有11个（个（3s3 3p6 3d3），属于不规则（），属于不规则（917）电子）电子层构型。层构型。1、三氧化二铬（、三氧化二铬（

12、Cr2O3） 绿色固体，是溶解或熔融皆难的两性氧化物。其绿色固体，是溶解或熔融皆难的两性氧化物。其化学性质稳定，被广泛作绿色颜料（俗称铬绿）化学性质稳定，被广泛作绿色颜料（俗称铬绿），可作制备其它铬化合物的原料。实验室中用重，可作制备其它铬化合物的原料。实验室中用重铬酸铵分解制备。铬酸铵分解制备。(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + H2O262、氢氧化铬、氢氧化铬 由于由于Cr2O3难溶于水，所以难溶于水，所以Cr(OH)3只能用间接只能用间接方法来制。向铬（方法来制。向铬（）盐溶液中加入碱，可得）盐溶液中加入碱，可得到灰绿色胶状水合氧化铬（到灰绿色胶状水合氧化铬（Cr2O3xH

13、2O）沉淀）沉淀，通常称为氢氧化铬，氢氧化铬难溶于水，具，通常称为氢氧化铬，氢氧化铬难溶于水，具有两性，易溶于酸形成蓝紫色的有两性，易溶于酸形成蓝紫色的Cr(H2O)63+，也易溶于碱形成绿色的也易溶于碱形成绿色的Cr(OH)4-（或为（或为Cr(OH)63-）。）。Cr(OH)3 + 3H+ Cr3+ + 3H2OCr(OH)3 + OH- Cr(OH)4-273Cr4Cr(OH) s (Cr(OH)3)(OCrOH322绿OH)(适量OHH（灰绿）（灰绿）（亮绿色）（亮绿色）Cr(OH)3的两性：的两性：283、铬（、铬（）的配合物）的配合物 铬（铬（）极易与）极易与X-、H2O、NH3、

14、CN-、C2O42-形成配位数为形成配位数为6的配合物，其单核的配合物，其单核配合物的空间构型为八面体。配合物的空间构型为八面体。Cr3+离子提离子提供供6个空轨道，形成六个个空轨道，形成六个d2sp3杂化轨道。杂化轨道。如：紫色的如：紫色的Cr(H2O)63+29二二 Cr3+盐盐32243423CrClO,12HKCr(SOSOCrCr 1.），）（盐)g(3CO) s (2Cr(OHO3H3COCr2)g(S3H) s (Cr(OHO6H3SCr2232-23323223）30三、铬（三、铬（）的化合物）的化合物1、三氧化铬（、三氧化铬（CrO3） 三氧化铬，俗名铬酐，为暗红色的晶体。三

15、氧化铬，俗名铬酐，为暗红色的晶体。制备：制备：K2Cr2O7 + H2SO4(浓浓) 2CrO3 + K2SO4 + H2O热不稳定性：热不稳定性：4CrO3 2Cr2O3 + 3O22、铬酸、铬酸 CrO3 +H2O H2CrO4(黄色黄色) 铬酸为中强酸。铬酸在水溶液中分两步电离，铬酸为中强酸。铬酸在水溶液中分两步电离，第二步电离是较弱的。第二步电离是较弱的。 H2CrO4 HCrO4- + H+ ；K10=0.10 HCrO4- CrO42- + H+ ；K20=3.2*10-7313、铬酸盐和重铬酸盐、铬酸盐和重铬酸盐OHOCr 2H2CrO227224pH6：CrO42-为主为主(黄

16、黄)(橙橙)H+OH-32 重金属铬酸盐难溶于水，因此向可溶性重金属铬酸盐难溶于水，因此向可溶性铬酸盐的溶注中加入铬酸盐的溶注中加入Ba2+、Pb2+、Ag+等，会等，会生成沉淀。生成沉淀。Ba2+ + CrO42- BaCrO4 (柠檬黄柠檬黄)Pb2+ + CrO42- PbCrO4 (铬黄铬黄)2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 (砖红砖红)33H+在铬酸盐和重铬酸盐中存在一种平衡。在铬酸盐和重铬酸盐中存在一种平衡。Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ 橙 黄Cr2O72- + OH- 2CrO42- + H2OCr2O72- + 2Pb2+ + H2O 2Pb

17、CrO4 + 2H+ 黄黄Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O 2BaCrO4+ 2H+ 黄黄Cr2O72- + 4Ag+ + H2O 2Ag2CrO4 + 2H+ 砖红色原因：参考上面原因：参考上面Cr2O72-的水解平衡方程式。的水解平衡方程式。OH-34氧化性氧化性Cr2O72-是强氧化剂：是强氧化剂：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 其中，其中，Cr2O72- 与双氧水的反应可分为两步：与双氧水的反应可分为两步：首先：首先：Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ 2CrO5 + 5H2O 生成了兰色的过氧化铬中间产物。一段

18、时间后： CrO5 + 12H+ 4Cr3+ + 7O2+ H2O 兰紫色利用利用Cr2O72-的强氧化性，还可配制实验室常用的的强氧化性，还可配制实验室常用的铬酸洗液（饱和铬酸洗液（饱和K2Cr2O7 + 浓硫酸）。浓硫酸）。乙醚35OH(s)2CrOSOK)(SOHOCrK234242722浓洗液：洗液：K2Cr2O7饱和溶液饱和溶液+H2SO4（浓）（浓）暗红色，针状暗红色，针状3613.4.1 锰的单质锰的单质锰的存在：软锰矿锰的存在：软锰矿(MnO2xH2O)制备与性质：制备与性质：锰分族锰分族(VIIB)：Mn价电子构型：价电子构型：(n-1)d 5ns 216-2-3锰锰 族族

19、元素元素37一一 制备：制备：OxHMnO22KOHKClO3MnOHOMn243 42MnOKMn4KMnO2MnO530AlC中性还原中性还原Cl2熔融熔融水浸水浸243224232OOMn3MnOO3HKClMnO3KKClO6KOH3MnO2H38二二 锰单质的性质锰单质的性质白色金属，硬而脆白色金属，硬而脆活泼金属：活泼金属：1.18V/Mn)(Mn 222222H(s)Mn(OH)O2HMnHMn)(2HMn稀34222432MnFMnFFMnF)(XMnXXMnOMnO2Mn和O2HMnO2K3O4KOH2Mn2422 熔融39锰的化合物锰的化合物一一 存在：存在： 软锰矿软锰矿

20、(MnO2H2O) +2、+4、+6、+7是常见的氧化态。是常见的氧化态。重要化合物：重要化合物：氧化值氧化值+2+4+6+7氧化物氧化物MnO(灰黑灰黑)MnO2(棕黑棕黑)Mn2O7(红棕色液体红棕色液体)氢氧化物氢氧化物Mn(OH)2(白白)-H2MnO4(绿绿)HMnO4(紫红紫红)盐类盐类MnCl2(浅粉红色浅粉红色)-K2MnO4(绿绿)KMnO4(紫红紫红)40可形成多种氧化态：从可形成多种氧化态：从-2+7， 最高氧化数最高氧化数=价电子数价电子数Mn的价电子构型：的价电子构型：3d54s241二二 锰的化合物的氧化还原性锰的化合物的氧化还原性1、电势图：、电势图：EA0/VM

21、nO4-MnO42-+0. 564MnO2+2. 235Mn3+0. 95Mn2+1. 488Mn-1. 17+1. 68+1. 23+1. 51EB0/VMnO4-MnO42-+0. 564MnO2+0. 60Mn(OH)3-0. 2Mn(OH)2+0.1Mn-1. 55+0. 588-0. 0542a、哪些物质能发生歧化反应？、哪些物质能发生歧化反应？b、酸性溶液中，强氧化剂是、酸性溶液中，强氧化剂是MnO4-： MnO4-+ 8H+ +5e Mn2+ + 4H2O E0=1.51V还原剂（电极电势低的还原态）是还原剂（电极电势低的还原态）是Mn。碱性溶液中，氧化剂和还原剂各是什么？碱性溶

22、液中，氧化剂和还原剂各是什么？432、Mn()的化合物的化合物a、酸性介质：、酸性介质： MnO4- + 8H+ +5e Mn2+ + 4H2O E0=1.51VNaBiO3 + 6H+ +2e Bi3+ + Na+ + 3H2O E0=1.60V2Mn2+5NaBiO3+14H+ 2MnO4- +5Na+5Bi3+7H2O 现象：溶液由无色现象：溶液由无色紫红色，利用此反应可鉴紫红色，利用此反应可鉴定溶液中定溶液中Mn2+ 。注意：虽为酸性介质，但不能用。注意：虽为酸性介质，但不能用盐酸，而用硝酸，因为生成的盐酸，而用硝酸，因为生成的MnO4-与与Cl+发生反应：发生反应：2MnO4- +1

23、0Cl- +16H+ 2Mn2+ + 5Cl2+ 8H2O PbO2 + 4H+ + 2e Pb2+ +2H2O E0=1.46V44理论上不与理论上不与Mn2+反应，但实际上能发生，因为：反应，但实际上能发生，因为： 若增加若增加H+或减少或减少Pb2+，则，则 会增大，故会增大，故5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+(强酸强酸) 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2Ob、碱性介质：、碱性介质：MnO2 + 2H2O + 2eMn(OH)2 + 2OH- E0b= -0.05VO2 + 2H2O + 4e 4OH- E0b= -0.05V45 在碱性介质中，可发生如下反应：在碱性介质中

24、，可发生如下反应：Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2(白白) 2Mn(OH)2 + O2 2MnO(OH)2 (棕黑棕黑) MnO(OH)2 是水合是水合MnO2，即，即MnO22H2O。二羟氧锰二羟氧锰O2HMn2HMn(OH)O(s,xHMnOO1)H(xMnO(OH)2222222黑褐色结论：结论：Mn()在碱性条件下不稳定在碱性条件下不稳定(还原性强还原性强)在酸性条件下稳定在酸性条件下稳定 (还原性差还原性差)46O2HOMnSO2)(SOH22MnOO2HMnClCl)4HCl(MnO2244222222浓浓3、 MnO2氧化性氧化性 MnO2 + 4H+ + 2e Mn2+

25、+ 2H2O E0=1.23V Cl2 + 2e 2Cl- E0=1.36V理论上理论上MnO2与与HCl不能反应，但改变电极电势，如不能反应，但改变电极电势，如增加增加H+，使，使E1.36V，则，则MnO2可成为氧化剂。可成为氧化剂。47MnO2显氧化性显氧化性(酸性环境中酸性环境中)，也显还原性也显还原性(碱性环境中碱性环境中)。如：。如：还原性（一定程度）还原性（一定程度）O2H3MnO4OH2MnOMnO22442浓碱溶液浓碱溶液2MnO2 + O2 + KOH 2K2MnO4 + 2H2O熔融484、Mn()的化合物的化合物 氧化值为氧化值为+6的锰的化合物在酸性、中性或的锰的化合

26、物在酸性、中性或弱碱性溶液中均可发生歧化反应。弱碱性溶液中均可发生歧化反应。3MnO42- + 4H+2MnO4- + MnO2+2H2O3MnO42- + 2CO22MnO4- + MnO2+2CO32-3MnO42- + 2H2O 2MnO4- + MnO2+4OH-49K2MnO4 暗绿色晶体暗绿色晶体 在在pH13.5的碱性溶液中稳定存在的碱性溶液中稳定存在 在水溶液中易歧化在水溶液中易歧化-2342224242242CO2MnOMnO2CO3MnOO2H2MnOMnO4H3MnO50a、KMnO4的制备的制备 2MnO42- + Cl2 2MnO4- + 2Cl- 电解法：电解法：

27、阳极：阳极：2MnO42- -2e 2MnO4- 阴极：阴极：2H2O + 2e H2 + 2OH-总反应：总反应： 2MnO42- + 2H2O 2MnO4- + H2 + 2OH-5、 Mn()的化合物的化合物电解电解51KMnO4 (紫黑色晶体紫黑色晶体) 强氧化性强氧化性1.51V/MnMnO24)(E溶液的酸度不同，溶液的酸度不同，MnO4-被还原的产物不同被还原的产物不同OHSO2MnO)(OH2SO2MnO2OHSO32MnOOH3SO2MnOO3H5SO2Mn6H5SO2MnO224-24234-24222342242234浓52不稳定性不稳定性OH23O4MnO)(H44Mn

28、O2224微酸(见光见光)遇酸遇酸 浓碱浓碱 加热加热OH2O4MnOOH44MnO2224422424O(s)MnOMnOKC2202KMnO53族族 Fe Co Ni 铁系铁系 Ru Rh Pd Os Ir Pt铂系铂系铁、钴、镍的单质铁、钴、镍的单质属于贵金属范畴，为稀有贵金属属于贵金属范畴，为稀有贵金属价电子构型重要氧化值Fe 3d64s2+3,+2,(+6)Co 3d74s2+2,+3,(+5)Ni 3d84s2+2,+3,(+4)最高氧化值不等于族序数最高氧化值不等于族序数16-2-4铁铁 系系 元元 素素541、存在：、存在：Co 辉钴矿辉钴矿(CoAsS) Ni 镍黄铁矿镍黄铁

29、矿(NiS FeS)2、冶炼：（火法）、冶炼：（火法） CoAsS CoO CoO + H2(或或Al) Co + H2O NiSFeS NiO NiO + H2(或或Al) Ni + H2O焙烧焙烧Co：Ni：焙烧焙烧赤铁矿：赤铁矿：Fe2O3；磁铁矿：磁铁矿：Fe3O4；黄铁矿：黄铁矿：FeS2；553. 单质的物理性质单质的物理性质(1) 白色金属。磁性材料白色金属。磁性材料(2) m.p. FeCoNi4.单质的化学性质单质的化学性质22HM)(2HM稀(1)Co,Ni反应缓慢反应缓慢56(3) 纯纯Fe,Co,Ni在水、空气中稳定在水、空气中稳定 加热时，加热时，Fe,Co,Ni可与

30、可与O2,S,X2等反应等反应(2) 钝化钝化浓、冷浓、冷HNO3可使可使Fe,Co,Ni钝化钝化浓浓H2SO4可使可使Fe钝化钝化57铁、钴、镍的化合物铁、钴、镍的化合物铁系元素可形成铁系元素可形成、的氧化物：的氧化物： FeO(黑黑) CoO(灰灰) NiO(绿绿) Fe2O3(砖红砖红) Co2O3(褐褐) Ni2O3(黑黑) Fe2O3包括包括 型和型和 型，型， 型型Fe2O3俗称铁红，可用俗称铁红，可用作红色颜料。另外，铁和钴还可形成作红色颜料。另外，铁和钴还可形成Fe3O4和和Co3O4。一一 氧化物氧化物581、氧化物与酸作用（碱性氧化物）、氧化物与酸作用（碱性氧化物） MO型

31、氧化物与酸发生如下作用：型氧化物与酸发生如下作用： MO + 2H+M2+ + H2O M2O3型氧化物则有不同的反应：型氧化物则有不同的反应： Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O Co2O3 + 6HCl 2CoCl2 + Cl2+ 3H2O Ni2O3 + 6HCl 2NiCl2 + Cl2+ 3H2O 说明氧化性由说明氧化性由Fe Ni逐渐增强逐渐增强。氧化性递增59二二 氢氧化物氢氧化物1、M(OH)2氢氧化物氢氧化物Fe(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2颜色颜色白白桃红桃红苹果绿苹果绿溶解性溶解性均不溶于水均不溶于水酸碱性酸碱性弱碱性弱碱性还原性还原性由由Fe

32、Ni递减递减 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O4Fe(OH)3(红棕色红棕色) 4Co(OH)2 + O2 + 2H2O4Co(OH)3(暗棕色暗棕色)慢慢 Ni(OH)2 不能发生此反应，要转化成不能发生此反应，要转化成Ni(OH)3 ，必，必须加更强的氧化剂。须加更强的氧化剂。2Ni(OH)2+NaClO+H2O2Ni(OH)3(紫紫)+NaCl+H2O602、M(OH)3氢氧化物氢氧化物Fe(OH)3Co(OH)3Ni(OH)3溶解性溶解性都难溶都难溶酸碱性酸碱性略显两性略显两性碱性碱性碱性碱性氧化性氧化性由由Fe Ni递增递增氧化性体现：氧化性体现：Fe(OH)3 + 3HCl

33、FeCl3 + 3H2O2Co(OH)3 + 6HCl2CoCl2 + Cl2+ 6H2O2Ni(OH)3 + 6HCl2NiCl2 + Cl2 + 6H2O61 问：问： 为什么为什么Co(OH)3、 Ni(OH)3与与HCl反反应可放出应可放出Cl2，而，而 Fe(OH)3 不行？不行？ 可用电极电势来分析。可用电极电势来分析。 + 中，中，Cl-不可能被还原，而不可能被还原，而 + 、 + 则可产生则可产生Cl2。VFeFe377. 00/2VCoCo382. 10/2VNiNi384. 10/2VClCl236. 10/ 当当M=Co、Ni()时，有：时，有：4M(OH)3 + 4H2

34、SO44MSO4 + O2+ 10H2O62FeCl3有明显的共价性，易潮解有明显的共价性，易潮解。蒸汽中形成双聚分子蒸汽中形成双聚分子CoCl2 6H2O变色硅胶变色硅胶CoCl2 6H2OCoCl2 2H2O 紫红紫红 CoCl2 H2O 蓝紫蓝紫粉红色粉红色52.590120CoCl2蓝色蓝色三三 卤化物卤化物63（3）CoCl2 制备：制备：Co + Cl2CoCl2 其重要性质是其水合物含水量不同而呈不同的颜色其重要性质是其水合物含水量不同而呈不同的颜色。 CoCl26H2O CoCl22H2O CoCl2H2O CoCl2 (粉红粉红) (紫红紫红) (兰紫兰紫) (兰兰) 根据这

35、个性质，二氧化钴可作为一种很好的干燥剂的根据这个性质，二氧化钴可作为一种很好的干燥剂的指示，如对硅胶中的水分子的吸收，故在硅胶中加入之指示，如对硅胶中的水分子的吸收，故在硅胶中加入之，可表示硅胶的吸水张力。如在相机中放入硅胶，可防，可表示硅胶的吸水张力。如在相机中放入硅胶，可防止相机镜头出现霉点。止相机镜头出现霉点。905364四四 Fe(), Co(), Ni()的硫化的硫化物物FeS CoS NiS黑色不溶于水6.310-18410-21()210-25()3.210-19()1.010-24()2.010-26()稀稀酸酸溶溶性性22432243224322FeS(s)H2HFeS2NH

36、NiS(s)2NHSHNi2NHCoS(s)2NHSHCo2NHFeS(s)2NHSHFe但CoS, NiS形成后由于晶型转变而不在溶于酸spK651 Fe(),Fe()的水溶液的水溶液 (1) 水解性水解性 Fe(H2O)62+ Fe(OH)(H2O)5+H+ K=10-9.5 淡绿淡绿 Fe(H2O)63+ Fe(OH)(H2O)52+H+ K =10-3.05 淡紫淡紫水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应 Fe(H2O)62+ Co(H2O)62+ Ni(H2O)62+ 颜色：颜色： 淡绿色淡绿色 桃红色桃红色 绿色绿色 66a、FeSO47H2O(绿矾绿矾)

37、FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O(NH4)2SO4FeSO46H2O生成物叫硫酸亚铁铵，又叫摩尔盐、复盐，与生成物叫硫酸亚铁铵，又叫摩尔盐、复盐，与FeSO4区区别在于别在于FeSO4不太稳定，易变为不太稳定，易变为Fe3+，而摩尔盐则较稳，而摩尔盐则较稳定。可作为基准物质来测定定。可作为基准物质来测定KMnO4和和K2Cr2O7的量。的量。性质：性质：2FeSO4 Fe2O3 + SO3+ SO2还原性：还原性：Fe3+ + eFe2+ 0= 0.77V O2 + 4H+ + 4e2H2O 0= 1.23V 4Fe2+ + O2 + 4H+4Fe3+ + 2H2O67 Fe3+进一步

38、水解进一步水解 Fe(OH)(H2O)52+ Fe(OH)2(H2O)4+H+ Fe(OH)2(H2O)4+ (H2O)4 Fe(OH)2Fe(H2O)44+ 水合铁离子双聚体 +2H+ OH2OHOHFe结构结构Fe3+水解最终产物：水解最终产物：Fe(OH)3OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2Fe68Fe3+中等强度氧化剂。中等强度氧化剂。(FeCl3烂板剂烂板剂)2HS2FeSH2Fe2FeSnSn2Fe3FeFe2Fe2FeCuCu2Fe223242323223694 氰配合物氰配合物-4622Fe(CN)(s)Fe(CN)2CNFe-CN ClFe(CN)Cl21Fe(CN)

39、36246黄土黄6CN(s)Fe(OH)OH3Fe(CN)6CN(s)Fe(OH)2OHFe(CN)336246常用盐：常用盐：K4Fe(CN)6 黄血盐黄血盐 黄色黄色 K3Fe(CN)6 赤血盐赤血盐 晶体为红色晶体为红色碱性条件下分解碱性条件下分解705 离子的鉴定离子的鉴定氰配合物氰配合物a、黄血盐（亚铁氰化钾）、黄血盐（亚铁氰化钾）制备：制备：FeSO4 + 2KCNFe(CN)2 + K2SO4Fe(CN)2 + 4KCNK4Fe(CN)6（黄）（黄）b、赤血盐（铁氰化钾）、赤血盐（铁氰化钾）制备：2K4Fe(CN)6+Cl22K3Fe(CN)6(红)+2KCl 黄血盐和赤血盐可分

40、别用于黄血盐和赤血盐可分别用于Fe3+和和Fe2+的鉴定：的鉴定：Fe2+的鉴定：加铁氰化钾出现蓝色沉淀。的鉴定：加铁氰化钾出现蓝色沉淀。Fe2+K+Fe(CN)63-KFeFe(CN)6 (滕氏蓝滕氏蓝) Fe3+的鉴定：加亚铁氰化钾出现兰色沉淀。的鉴定：加亚铁氰化钾出现兰色沉淀。Fe3+K+Fe(CN)64-KFeFe(CN)6 (普鲁士蓝)71Fe离子的鉴定：离子的鉴定：(s)FeKFe(CN) xKxFe(CN)xFex6362(s)FeKFe(CN)xKxFe(CN)xFex6463Fe2+的鉴定：的鉴定：(酸性条件酸性条件)滕氏蓝滕氏蓝Fe3+的鉴定：的鉴定：(酸性条件酸性条件)普

41、鲁士蓝普鲁士蓝KFe (CN)6Fex 的结构的结构5 离子的鉴定离子的鉴定72Cu2+的鉴定：的鉴定：(弱酸性弱酸性)(s)Fe(CN)CuFe(CN)2Cu624624225346NHCO)(NOFe(CN)NO4HFe(CN)红)(NOSFe(CN)SNOFe(CN)45225红紫)(s)()Co(NOK)Co(NO3K623362黄色红棕红棕S2-的鉴定：的鉴定：五氰亚硝酰合铁五氰亚硝酰合铁()酸根酸根K+的鉴定：的鉴定：六硝基合钴六硝基合钴()酸钾酸钾73Fe(NCS)63- + 6F- FeF63- + 6NCS-Co2+ + 4NCS- Co(NCS)42- (兰色兰色) 此反应

42、生成兰色的四异硫氰根合钴此反应生成兰色的四异硫氰根合钴()配离子，配离子，可用于可用于Co2+的鉴定的鉴定。Ni2+ + 丁二肟丁二肟丁二肟镍丁二肟镍(鲜红色鲜红色)丁二肟又称镍试剂，可用于丁二肟又称镍试剂，可用于Ni2+的鉴定。的鉴定。Co3+、Ni3+在溶液中不可能存在，故此处未提到在溶液中不可能存在，故此处未提到。丙酮丙酮74Ni离子的鉴定离子的鉴定42322NH(s)Ni(DMG)2NH2DMGNi丁二丁二肟肟NOHCCH3NOHCCH3鲜红色鲜红色:Ni(DMG)2CH3NC CN 3CHNiOHNC CH3OCN OOH3CH751）.存在存在单质：单质：Cu, Ag, Au矿物：

43、孔雀石：矿物：孔雀石：Cu2(OH)2CO3 辉银矿：辉银矿：Ag2S 碲金矿：碲金矿：AuTe2铜族元素的单质铜族元素的单质16-2-5铜族元素铜族元素762）.物理性质物理性质(1) 特征颜色：特征颜色：Cu(紫红紫红)，Ag(白白)， Au(黄黄)(2) 溶、沸点较其它过渡金属低溶、沸点较其它过渡金属低(3) 导电性、导热性好，且导电性、导热性好，且AgCuAu(4) 延展性好延展性好1g金可以拉长达金可以拉长达3km的金丝，也可捶打成厚度为的金丝，也可捶打成厚度为10-5cm的金箔的金箔 773）.化学性质化学性质(1) 与与O2作用作用)(CO(OH)Cu COOHO2Cu)2CuO

44、(O2Cu3222222绿黑碱式碳酸铜碱式碳酸铜Au Ag不与不与O2发生反应，发生反应，当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。78 Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸可溶于氧化性酸OHNO(g)HAuCl )(HNO)4HCl(AuO2HSO(s)SOAg)(SO2H2AgO2HSOCuSO)(SO2HCuOHNOAgNO)(2HNOAgO2H2NO)Cu(NO)(4HNOCu24322424222442223322233浓浓浓浓浓浓792. 铜的氧化物和氢氧化物铜的氧化物和氢氧化物 在在Cu2+的溶液中加入强碱，即生成淡蓝色的的溶液中加入强碱，即生成淡蓝色的氢氧化

45、铜氢氧化铜Cu(OH)2絮状沉淀：絮状沉淀： Cu2+ + 2OH = Cu(OH)2 Cu(OH)2的热稳定性比碱金属氢氧化物差得的热稳定性比碱金属氢氧化物差得多，受热、脱水分解变成黑色的氧化铜多，受热、脱水分解变成黑色的氧化铜CuO： Cu(OH)2 353K CuO + H2O80 Cu(OH)2微显两性，既能溶于酸，也能溶于微显两性，既能溶于酸，也能溶于浓浓NaOH溶液中形成蓝紫色的溶液中形成蓝紫色的Cu(OH)42-配阴离配阴离子：子： Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2OCu(OH)2 + 2NaOH(浓浓) = Cu(OH)42- + 2Na+81CuSO

46、45H2O(胆矾胆矾) 胆矾是天然的含水胆矾是天然的含水硫酸铜硫酸铜，是分布很广的一种硫酸盐，是分布很广的一种硫酸盐矿物矿物。 胆矾是胆矾是颜料颜料、电池电池、杀虫剂杀虫剂、木材、木材防腐防腐等方面等方面的的化工化工原料。原料。 五水硫酸铜在常温常压下很稳定，不潮解，在干燥五水硫酸铜在常温常压下很稳定，不潮解，在干燥空气中会逐渐风化，加热至空气中会逐渐风化，加热至45时失去二分子时失去二分子结晶水结晶水，110时失去四分子结晶水，称作时失去四分子结晶水，称作一水硫酸铜一水硫酸铜。200时时失去全部结晶水而成无水物。失去全部结晶水而成无水物。无水物无水物也易吸水转变为五也易吸水转变为五水硫酸铜。

47、水硫酸铜。无水硫酸铜无水硫酸铜（白色或灰白色粉末）吸水后反（白色或灰白色粉末）吸水后反应生成五水硫酸铜（蓝色）。应生成五水硫酸铜（蓝色）。 3.硫酸铜硫酸铜82一一 银的化合物的特点：银的化合物的特点： 难溶的多难溶的多 易溶：易溶：AgNO3, AgF, AgClO4 难溶：难溶：AgCl, AgBr, AgI, AgCN, AgSCN, Ag2S, AgCO3, Ag2CrO4(2) 热稳定性差热稳定性差 （见光、受热易分解）（见光、受热易分解）83(3) 颜色颜色 AgCl AgBr AgI Ag2O AgCrO4 Ag2S 白白 浅黄浅黄 黄黄 褐褐 砖红砖红 黑黑I) Br, Cl,

48、(X X21AgAgXO212AgC300OAgO2NO2AgC4402AgNO2h2222384（4）氢氧化银）氢氧化银 在在AgNO3溶液中加入溶液中加入NaOH或或Na2CO3，反应，反应首先析出的是白色的氢氧化银首先析出的是白色的氢氧化银AgOH或或Ag2CO3，但但AgOH或或Ag2CO3在常温下极不稳定，立即脱水在常温下极不稳定，立即脱水变为棕黑色的变为棕黑色的Ag2O沉淀。沉淀。Ag+ + NaOH = AgOH + Na+2AgOH = Ag2O + H2O2AgNO3 + Na2CO3 = Ag2CO3 + 2NaCO3Ag2CO3 = Ag2O + CO285（5） 硝酸银

49、硝酸银 硝酸银硝酸银AgNO3是最重要的可溶性的银盐，是是最重要的可溶性的银盐，是一种重要的化学试剂，它的制法是：将银溶于硝一种重要的化学试剂，它的制法是：将银溶于硝酸，然后蒸发并结晶即可得到无色透明的斜方晶酸，然后蒸发并结晶即可得到无色透明的斜方晶体体AgNO3：Ag + 2HNO3(浓浓) = AgNO3 + NO2 + H2Oor3Ag + 4HNO3(稀稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2O86一一物物理理性性质质(1) 低熔点低熔点Zn：419Cd：321Hg：-39汞是室温下唯一的液态金属汞是室温下唯一的液态金属(2) 易形成合金易形成合金黄铜：黄铜：Cu-Zn汞齐：汞齐：Na-Hg,Au-Hg,Ag-Hg用于提取贵金属用于提取贵金属锌族元素的单质锌族元素的单质存在 闪锌矿：ZnS，辰砂：HgS16-2-6锌锌 族族 元元 素素87二二 化学性质化学性质(1) 与与O2的作用：（在干燥空气中稳定）的作用：（在干燥空气中稳定）潮湿：潮湿：加热：加热：碱式碳酸锌 3Zn(OH)ZnCO O3HCO2O4Zn23222)2CdO(s,O2Cd)2ZnO(s