铬及其化合物

1、化二二组组长：褚鹏组员：张楠、王艳芳、李闯 陈建伟、张延山其化合物 1-1 铅 1-2铅的氧化物和氢氧化物 1-3信盐 1-4信酸盐和董俗酸盐 1-5含倚废水的处理1-1锯1 存在 铅在地壳中的主要矿物是铅铁矿FeCr204或FeO 叽。?,轴 晶系，晶体呈八面体，集合体常呈块状、粒状，半金属光泽。铅铁矿是岩浆作用形成的矿物，常产于超基性岩中，常与橄榄石共生，也见于砂矿中，是炼铅的主要原料。 我国的铅矿主要产于青海、甘肃和宁夏等地。縮的良好光泽和高的抗腐蚀性常用于电镀工 半，如自行车、汽车、精密仪器零件中的电 镀制件。辂是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性 质很稳定，不锈钢中含有12%以上

2、的珞。是最硬 的金属，在周期表中位于VIB族第一种元素。在地 華中的丰度居21位。常见的锯化合物有六价的銘 BK重珞酸钾、重銘酸钠、珞酸钾、珞酸钠等； 舉是哺乳动物生命与健崇所需禹彳喩量元秦。但g各 (VI)化合物有毒珞和铝相似也因易形成一层氧化膜而钝化1-2銘氧化物和氢氧化物 的氧化物有CrO, Cr2 o3和OO3,对应水合物为Cr (OH) 2, Cr (OH) 3 和含氧酸H2CrO4)H2 507等。他们 的氧化态从低到高，其碱性依次减弱, 酸性依次增强。1 三氧化二辂和氢氧化您三氧化二辂(Cr2O3) Cr2O3为绿色晶体，不 溶于水，具有两性，溶于酸形成Cr(III)盐， 溶于强

3、碱形成亚酸珞盐(CrO2-): Cr2O3+3H2SO4 Cr2(SO4)3+3H2O Cr2O3+2NaOH 2NaCrO2+H2O Cr2O3可由(NH4)2C®加热分解制的：(NH4)2Cro7 -* Cr2O3+N2+4H2OCr2O3常用作媒染剂、有机化合成的催化剂及 油漆的染料(珞绿)，也是冶炼金属珞和制 取銘盐的原料。氢氧化锯Cr (OH) 3在铭(III)盐中加入氨水或NaOH溶液，即有 申蓝危的Cr(OH)3胶快沉淀析出：Cr2(SO4) 3+6NaOH-2Cr(OH)3 +3Na2SO4Cr(OH)3具有明显的两性，在溶液中存在两种 平衡：Cr3+3OH ->

4、;Cr(OH)3 H+Cr (0H)4'(或写成CrO2J向Cr (OH) 3沉淀中加酸或加碱都会溶解:Cr (OH) 3+3HCL - CrCL3+3H2OCr (OH) 3+NaOH- NaCr(OH)4显然，Cr (OH)3和Al (OH)3, Zn (OH) 2类似,它的溶解度与溶液的酸碱性有密切关系2三氧化铮h亠心3为暗红色的针状晶体，易潮解，有毒，超过熔点 (195'C)即分解释出02, Cr03为强氧化剂，遇到 有机物易引起燃烧或爆炸。Cr03可有固体Na2Cr2O7和浓H2S04g复分解得Na2Cr2O7+H2SO4=2NaHSO4+2CrO3i+H2OC1O3

5、溶于碱生成辂酸盐：CrO3+2NaOHNa2CrO4+H2O因此，被称为悟酸的酸酹，简称Wo辛各酉干遇水能形成珞的两种酸：H2CQ4和其二聚体 H2Cr207o前者在水中的解离为H 2CYO4 = H+H C rO4- K1=4 1(1)Hcfc-H+CrO42-K2=10-59=1.3xi0-6(2)后者是强酸，第一步几乎完全解离，第二步解离常数 为085(或ICT")。锯的两种酸在水中又互为平衡，即2HCrO4Cr2O72+H2O K3=1O22=1.58X1O2 (3)(3)-2 X (2)得2C rO42-+2 H + = C r2O72-+H20K则 K=c(Cr2O72

6、) / c(CrO42 )2c(H+)2有上式可知：酸性溶液中，c(Cr2O72)大，即Cr2O72'占优势，颜色呈 橙红；碱屮潞液中，c(CrO42), gpCrO42-占优势，溶液呈黄 色；中性溶液中,c(Cr2O72 ) / c(CrO42 )啲值为1,二者 的浓度相等，呈橙色。由于分子、分母的指数不同，pH改变对二者浓度的影 响也就不同。CrO42-占二者浓度的千分之一时，pH约为 5.5；而Cr2O72-占千分之一时，pH约为10.0考虑到两种 酸的第一步解离均较大，当酸有一定浓度时，其pH都 远小于5.5,故CrOs溶于水后主要应形成C2。产或HCr2O7_,而不是CrO4

7、2/HCrO4_或H2OO4。常见的w(in)盐有：三氯化铅(CrCI36H20,绿色或紫色)、 硫酸Cr2(S04)3d8H20t 紫色、 铅钾矶KCr (S04) 2<12H20,蓝紫色。它们都易溶于水，水合离子Cr (H20)63+ 不仅存在于溶液中，也存在于上述化 合物的晶体中。C2+除了与出0形成配合物外，与CI- ,NH3,CN-,SCN-,C2O42-等都能形成配合物,H列如，CrCI63- ,Cr(NH3)63+,Cr(CN)63-,配位数一 般为6下面对三氯化銘做一下介绍:三氯化珞莘氯化毛各是常见的Cr(III)盐，为暗绿色晶体， 易潮解，在工业上用作催化剂媒染剂和防腐

8、剂等。制备时，在ff(CrO3)的水溶液中慢 慢加入浓HCI进行还原，当有氯气味时说明反应已经开始:2CrO3+H2OH2C r2O7H2Cr2O7+12HCI-2CrCI3+3CI21 +7H2O由于E。值相近，上述氧化还原反应不容易进行 彻底，需加入乙醇或蔗糖等有机物促进反应 进行。偌酸为强氧化剂，能引起有机物剧烈 分解甚至着火，故需注意安全。4锯酸盐和重辂酸盐与珞酸、重锯酸对应的是珞酸盐和重乍各 酸盐，它们的钠、钾、鞍盐都是可溶的, 其颜色与其酸性一致。銘酸盐和重縮酸盐的性质差异 表现在:氧化性溶解度氧化性C(VI)盐只有在酸性时，或者说以Cr2O72-的形式存在时，才表 现出强氧化性。

9、当以为氧化剂时，需选用重縮酸盐，即使反应在酸性溶液中 进行。例如K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4-Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O©CDOi+BNazSOs+AHxSOqf C2(SC)4)3+3Na2SO4+K2SC)4+4h2oK2Cr2O7+14HCI->2CrCl3+3CI2+2KCI+7H2O溶解度車&酸盐大多易溶于水，而锯酸盐中除 l,Na+,NH4+盐外，一般都难溶于水。当向重 銘酸盐溶液中加入可溶性Ba2+,Pb2+或盐Ag+时, 将促使Cr2O72-朝Cr(V-方向转化，而生成相应 的縮酸盐沉淀：2Ba2+ Cr2O72- + H2O

10、 2BaCrO4i + 2H+2Pb2+ Cr2O72- + H2O -> 2PbCrO4； + 2H+4Ag+ + Cr2O72- + H2O 2Ag2CrO4； + 2H+钾和钠的辂酸盐是重要的化工原 料和化学试剂，以下做重点讨论性质和用途制备性质与用途鎔酸钠(Na2CrO4)和辂酸钾(K2CrO4)都是黄 色晶体，前者与许多钠盐相似，容易潮 解。这两种縮酸盐的水溶液都显碱性。重珞酸钠(Na2Cr2O7)和重鎔酸钾(K2Cr2O7) 都是橙红色晶体，前者同样易潮解，它 们的水溶液都显酸性。制备*土生产縮酸盐是以縮铁矿为原料，与Na2CO3混合，高温焙烧得到辂酸钠：4Fe(CC)2)2

11、+8Na2CO3+7O2 f 8Na2CC)4+2Fe2C)3+8CC)2经水浸、除渣、溶液调PH至78,滤去尸。2。3 和杂质反应后的水解产物AI(0H)3, H2SiO3 等沉淀后，蒸发冷却得Na2Cr2O4-2H2O晶体。若制备Na2CrO4-2H2O,只需加入H2SO4酸化K2OO4的工业制法与钠盐相似，只是在分解 乍各铁矿时，将Na2Cr2O7改为K2CO3即可。K2Cr2O7也可由Na2Cr2O7KCIS行复分解制得:Na2Cr2O7+2KCI-K2Cr2O7+2NaCI上述两种生成物的分离也是利用溶解度的不 同。NaCI溶液经蒸发浓缩再冷却，的溶解 度受温度的影响不大，而K2Cr

12、2O7的溶解度 则显著下降，敲去结晶出来。在辂的化合物中，以的毒性为最大。辂酸盐能降低 生化过程的需氧量，从而发生内窒息。它对胃、 肠等有刺激作用，对鼻黏膜的损伤最大，长期吸入会引起鼻膜炎甚至鼻中隔穿孔，并有致癌作用。化合物的毒性次之，及金属洛的毒性较小。下面 简述含銘废水的两种处理方法：(1)还原法(2)离子交换法还原法用FeS04, Na2SO3, Na2S2O3,N2H4-2H2O (水合腓)或含S02烟道废气等作为还原剂，将Cr(VI)还原成Cr(m),再用石灰乳沉淀为Cr(0H)3除去。电解还原法用金属铁作阳极，Cr(VI)在阴极上 被还原成Cr(m),阳极溶解下来的亚铁离子 (Fe-2e -Fe2+)也可将Cr(VI)还原成Cr(m)。I离子交换法歳废水中常以阴离子或存在，让废水流经阴离子交换树脂进行离子交换。交换后的树脂用NaOH处 理，