无机化学133PPT课件

1、13-3-1铬族元素概述13-3-1铬族元素概述d区区B族族CrMoWSg铬铬钼钼钨钨主要矿物主要矿物铬铁矿铬铁矿Fe(CrO2)2辉钼矿辉钼矿MoS2黑钨矿黑钨矿MnFeWOMnFeWO4 4白钨矿白钨矿CaWOCaWO4 4放射性元素稀有元素但在我国的储量极为丰富居世界第二位居世界第一位占全球总量的一半以上第1页/共25页铬铬(Cr)银白色金属，熔、沸点高，硬度是所有金属中最大的常温下因表面有致密的氧化膜，在空气或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀HCl或稀H2SO4Cr + 2H+ Cr2+ + H2蓝色4Cr2+ + 4H+ O2 4Cr3+ + 2H2O紫色第2页/共25页铬(Cr)银

2、白色金属，熔、沸点高，硬度是所有金属中最大的常温下因表面有致密的氧化膜，在空气或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀HCl或稀H2SO4不溶于硝酸，溶于热、浓硫酸2Cr + 6H2SO4(热、浓) Cr2(SO4)3+3SO2 + 6H2O具有硬度高、耐腐蚀、良好光泽等优点常用作金属表面镀层，并用于制造合金第3页/共25页钼、钨大量用于制造合金钢，钨还用于制作灯丝和高温电炉的发热元件钼不与稀、浓盐酸反应，可与浓硝酸和王水反应为银白色金属，硬度大、熔点高 钨(3410)是金属中熔点 最高的钼(Mo)、钨(W)钨与盐酸、硫酸、硝酸均不反应，只溶解于氢氟酸和硝酸的混合物或王水钼与钨性质相似，化学性质稳定

3、第4页/共25页铬、钼、钨与酸的反应情况 HClHNO3王水王水Cr缓慢溶解缓慢溶解钝化钝化反应反应Mo不反应不反应反应反应反应反应W不反应不反应不反应不反应反应反应第5页/共25页铬的制备工业铬产品原料(Na2Cr2O7)的制备铬铁矿(FeCr2O4)培烧炉Na2CO3用水浸取过滤铬渣Na2CrO44FeCr2O4(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 2Fe2O3(s) +8Na2CrO4(s) +8CO2(g)第6页/共25页工业铬产品原料(Na2Cr2O7)的制备铬铁矿(FeCr2O4)培烧炉Na2CO3用水浸取过滤铬渣Na2CrO4酸化、浓缩Na2Cr2O7晶体4FeCr2O4+

4、8Na2CO3+7O2 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO211002Na2CrO4+H2SO4 Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O第7页/共25页13-3-2 铬的重要化合物铬的电势图E /VA酸性溶液中， Cr3+稳定碱性溶液中， Cr(OH)4-有还原性无论酸性或碱性溶液，Cr()均不稳定13-3-2 铬的重要化合物酸性溶液中， Cr2O 有强氧化性碱性溶液中， CrO 无氧化性2724E /VBCr2O7 Cr3+ Cr2+ Cr +1.36 -0.424 -0.90-0.74CrO4 Cr(OH)4- Cr(OH)2 Cr-0.13 -0.80 -1.4-1.22-2-第8页

5、/共25页主要氧化物和氧化物的水合物主要氧化数主要氧化数 最常见状态最常见状态颜色颜色酸碱性酸碱性+2Cr(OH)2蓝蓝碱性碱性+3Cr2O3Cr(OH)3绿绿灰绿灰绿两性两性+6CrO3H2Cr2O7H2CrO4暗红暗红橙红橙红酸性酸性氧化数增大，化合物酸性增强13-3-2 铬的重要化合物黄第9页/共25页三氧化二铬(Cr2O3)铬绿制取1. 高温下，金属铬与氧直接化合4Cr + 3O2 2Cr2O32. 重铬酸铵热分解(NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O3. 三氧化铬热分解4CrO3 2Cr2O3+3O2 演示第10页/共25页三氧化二铬(Cr2O3)铬绿1. 稳定的

6、两性氧化物性质2. 灼烧过的Cr2O3难溶于酸或碱 可与酸性熔剂共熔Cr2O3+3K2S2O7 Cr2(SO4)3+3K2SO4高温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Cr2O3+6KHSO4 Cr2(SO4)3+ 3K2SO4+3H2O高温第11页/共25页氢氧化铬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表示向Cr3+溶液中加入适量碱Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 (灰绿色)难溶于水两性溶于酸Cr3+(蓝紫色)Cr(OH)3 +3H+ Cr3+ + 3H2O溶于碱Cr(OH)4-(亮绿色)Cr(OH)3 +O

7、H- Cr(OH)4-第12页/共25页铬()盐常见的铬盐易溶于水六水合氯化铬六水合氯化铬CrCl36H2O紫色紫色或或绿色绿色十八水合硫酸铬十八水合硫酸铬 Cr2(SO4)318H2O紫色紫色铬钾矾铬钾矾KCr(SO4)212H2O 蓝紫色蓝紫色CrCl3溶液的颜色随温度(T)、c(Cl-)而变冷、稀CrCl3溶液中 Cr(H2O)63+ CrCl2(H2O)4+ T 、c(Cl-)紫色 绿色第13页/共25页铬()盐易水解1. Cr3+水解Cr(H2O)63+H2O Cr(OH)(H2O)52+H3O+ pH，进一步反应 Cr(H2O)63+ +Cr(OH)(H2O)52+ H O (H2

8、O)5Cr Cr(H2O)55+H2O2Cr(OH)(H2O)52+ +2H2O H O(H2O)4Cr Cr(H2O)4 O H 4+第14页/共25页铬()盐常见的铬盐易溶于水CrCl3溶液的颜色随温度(T)、c(Cl-)而变易水解铬()盐3. 弱酸铬盐发生完全水解2Cr3+ + 3S2- + 6H2O 2Cr(OH)3 + 3H2S2. Cr(OH)4 水溶液加热煮沸发生完全水解2Cr(OH)4 +(x-3)H2O Cr2O3xH2O +2OH-_第15页/共25页铬()盐常见的铬盐易溶于水CrCl3溶液的颜色随温度(T)、c(Cl-)而变易水解在酸性溶液中，与强氧化剂才能反应2Cr3+

9、3S2O82-+7H2O Cr2O72-+6SO42-+14H+在碱性介质中, Cr(OH)4-有强还原性2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH- 2CrO42- +8H2O铬()盐第16页/共25页铬()配合物配位数大多为6稳定性较高，在水溶液解离程度较小同一组成配合物可有多种异构体如 CrCl36H2O Cr(H2O)6Cl3紫色紫色CrCl(H2O)5Cl2 H2O蓝绿色蓝绿色CrCl2(H2O)4Cl2H2O绿色绿色第17页/共25页Cr3+鉴定1. 加入过量NaOH2. 加入H2O23. 加入Pb(NO3)2或AgNO3或BaCl22Cr(OH)4-+3H2O2+2OH- 2CrO

10、+8H2O 24 Cr3+ + 4OH-(过量) Cr(OH)4- （亮绿色）CrO + Pb2+ ( )CrO + 2Ag+ Ag2CrO4 (砖红色)CrO + Ba2+ ( )242424第18页/共25页三氧化铬(铬酐)制取：在K2Cr2O7饱和溶液中加入过量浓硫酸K2Cr2O7+H2SO4(浓) 2CrO3+K2SO4+H2O暗红色晶体，有毒不稳定4CrO3 2Cr2O3 + 3O2197强氧化性, 与有机物剧烈反应, 甚至着火CrO3 + H2O H2CrO4 溶于碱生成CrO3 + 2NaOH Na2CrO4 + H2O易潮解，溶于水生成第19页/共25页铬酸盐和重铬酸盐重铬酸盐

11、大都溶于水K2Cr2O7 是橙红色晶体, 不易潮解, 常用作化学分析的基准物铬酸盐除K+、 Na+、NH4 盐外，一般均难溶于水。K2CrO4 是黄色晶体+Cr2O7 和CrO4 在溶液中存在如下平衡2-2-2CrO4 + 2H+ Cr2O7 + H2OH+OH-黄色 橙红色2-2-第20页/共25页铬酸盐和重铬酸盐在重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+盐时，生成铬酸盐沉淀Cr2O7 +2Ba2+ +H2O 2BaCrO4 +2H+(柠檬黄)Cr2O7 +2Pb2+ +H2O 2PbCrO4 +2H+(铬黄)Cr2O7 +4Ag+ +H2O 2Ag2CrO4 +2H+(砖红)2-2-2

12、-第21页/共25页铬酸盐和重铬酸盐在重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+盐时，生成铬酸盐沉淀重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性此反应用于铁含量的测定Cr2O7 +3SO3 +8H+ 2Cr3+3SO4 +4H2OCr2O7 +6I-+14H+ 2Cr3+ 3I2 +7H2OCr2O7 +3H2O2+8H+ 2Cr3+3O2 +7H2OCr2O7 +3H2S+8H+ 2Cr3+ +3S +7H2OCr2O7 +6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O2-2-2-2-2-2-2-第22页/共25页铬酸盐和重铬酸盐在重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+盐时，生成铬酸盐沉淀重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性 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