第20章 铬副族和锰副族.ppt

1、1，20.1铬及其化合物，20.2钼及其化合物，第20章铬亚科和锰亚科，(铬和锰族元素)，20.3锰及其化合物，20.4锝、铼及其化合物，2，铬元素的一般性，1。元素，3，2。价层的电子构型和氧化态，族氧化态：最高氧化态6，低氧化态：铬趋向于呈现低氧化态3，4，即D电子可以部分参与成键，所以铬族元素具有多重氧化态。高氧化态趋于稳定，而低氧化态的稳定性正好相反。铬及其化合物方法1:铝热法(以氯化铁为原料)方法2:电解法，用电解铬盐溶液(如三氯化铬)制备铬。制备，20.1.1铬的简单物质，6，3d54s1，价壳结构：性质，物理性质，7，铬是一种相对活泼的元素，在表面形成致密的氧化膜，王水和硝酸不溶

2、解铬，化学性质，8，铬具有良好的光泽度和较强的耐腐蚀性，用于镀在其他金属表面，具有美观的外观。用途铬是人体必需的微量元素之一。是胰岛细胞不可缺少的辅助成分。参与糖代谢，促进脂肪和蛋清物质的合成。对人体的生长发育有促进作用，10，1。氧化物和氢氧化物的化合物，20.1.2铬()，(1)氧化物，Cr2O3，俗称铬绿，微溶于水，是两性的：Cr2O 3 3H2SO 4 Cr2(SO4)33H2O Cr2O 3 2nah 2na cro 2H2O，通过后，11，(2)氢氧化铬，紫色，灰蓝色，亮绿色，Cr(OH)3是两性的：12，2。盐和络合物，(1)铬盐，Cr2(SO4)3，CrCl3等。当Cr2O3或

3、Cr3溶解在酸中时会产生铬盐。制备，13，性质1:水解，加入弱酸盐，促进水解反应进行到底：铬(H2O) 63H2O铬(羟基)(H2O) 52H3O，2Cr33N2S6H2O 2Cr(羟基)3(硫)6NaCl 3H2S (G)，14，性质2:弱还原性，在酸性介质中，仅当与强氧化剂(过硫酸铵)接触时，才被氧化成Cr2O72-:15，第三个性质是氧化性。然而，Cr2在水溶液中极不稳定，其还原性极强，能与水反应释放H2。2Cr2 6H2O 2Cr(OH)3 3H2，但在Ac-存在下，可形成不溶的粉红色且稳定的化合物Cr2(Ac)42H2O。16，(2)铬铁矿，Cr2O3或Cr2O 3溶解在碱中形成铬盐

4、。性质1:水解性，制备，性质2:还原性，17。性质1:水解性。最常见的亚铬酸盐是亚铬酸钠，它在水中水解时呈碱性。性质2:在碱性介质中的还原性。结论：在碱性介质中，铬()具有较强的还原性。19，(3)铬()配合物，Cr3离子的外层电子结构为3d34s04p0，并有6个空轨道。同时，Cr3离子具有小半径(64pm)和强正电场。因此，Cr3离子具有很强的形成配合物的能力，很容易与H2O、NH3、Cl-、CN-、C2O42-等配体形成d2sp3配合物。20，例如：Cr3以Cr63(H2O)的形式存在于水中，其水分子可以被其他配体取代。相同组成的配合物可能有许多同分异构体：铬(H2O)6Cl3蓝紫色，铬

5、(H2O)5Ccl 2h2o浅绿色，铬(H2O)4Cl2 H2O深绿色，21，如铬(H2O) 63它可以产生不同的颜色：铬(H2O)63，铬(NH3) 2 (H2O) 43，铬(NH3) 3 (H2O) 33，铬(NH3) 4 (H2O) 23，铬(NH3) 5 (H2O) 3，铬(NH3) 63，蓝紫色，紫色同时期，23，20.1.3铬离子比钛离子和钒离子具有更高的正电荷和更小的半径。因此，溶液中没有简单的Cr6离子。氧化物：cro3，Cr()的现有形式，含氧酸：CrO42-，Cr2O72-，色氧：CrO22，24，1。铬酸盐和重铬酸盐的转化，当重金属离子存在时，溶液中的CrO42-和Cr2

6、O72-之间存在以下平衡：25。结论：无论将这些离子加入到CrO42-盐溶液还是Cr2O72-盐溶液中，都会产生这些离子的铬酸盐沉淀，而不是重铬酸盐沉淀。27，浓硫酸和K2Cr2O7经常被混合以制备洗液，其中红色CrO3沉淀。K2Cr2O72H2SO4 2CRO3H2O，CRO22化合物是CRO2Cl2:K2Cr 2O 74 L3 h2so 4 3k2SO 4 CRO 23H2O，2cro 2cl 2 3H2O H2C2C 2O 74 HCl，Cr()是致癌的，现在它经常被王水代替。用于消除钢中锰分析中铬的干扰。28，2，化学性质，H2CrO4的酸性：它是一种强酸，仅存在于水溶液中，h2cro

7、4hhcro4-ka1=4.1，hcro4-hcro42-ka2=3.210-7，其酸酐是分析化学中cro3:29，(1) cr2o72-，30的氧化产物，但它可溶于强酸中，因此不会产生重铬酸盐沉淀。(3)过氧化铬，在重铬酸盐的酸性溶液中加入少量乙醚和H2O2溶液，摇匀，乙醚层出现蓝色，称为过氧化铬或过氧化铬。该反应可用于测试铬或H2O2的存在。33.过氧化铬在乙醚中稳定。过氧化铬在酸性溶液中不稳定，会分解成三价铬盐和氧气。如何识别铬？35、20.2钼、钨及其化合物，20.2.1钼和钨的简单物质，钼和钨是高熔点和高沸点的金属，可用作特殊钢。钨的熔点最高。它可以与硝酸和氟化氢(aq)反应。36、

8、辉钼矿、辉钼矿、钼酸铵、钼酸、MoO3、Mo，同时将相应的钨矿石与无烟煤或焦炭一起加热并还原以获得W，37，20.2.2钼和钨的含氧化合物，1，氧化物和均聚酸，氧化物，2MoS2 7O2 2MoO3 4SO2，可溶于碱中形成钼酸盐和钨酸盐。38，moo32nh3h2o (NH4) 2moo4h2o，moo42-2hh2moo4，(与不同的水，其颜色不同)，均聚酸，和含氧酸组成的多核配合物离子形成的同一中心离子。它是由两个或多个相同种类的简单含氧酸分子收缩而成的。在钼酸和钨酸的溶液中加入酸，不同的酸碱度会形成不同缩合度的多钼酸和多钨酸。39，2，杂多酸，由不同中心离子形成的多核复合离子组成的含氧

9、酸。它是由两个或多个简单的含氧酸分子收缩形成的。(1)酸性强于相应的简单酸，存在于酸性溶液中；(2)在碱性或强碱溶液中分解成简单的酸离子。具有多元酸和杂多酸的特性：40，一些杂多酸可以从溶液中分离出来：h3po 412(NH4)2moo 421 HNO 3(NH4)3po 4 12moo 3 21 NH 4 NO3 12h2o，可用于鉴定PO43-和NH4。41，锰族元素的一般性，1。元素，20.3锰及其化合物，42，2。价层电子构型和氧化态，基团氧化态：最高氧化态7；低氧化态：锰的2氧化态最稳定。锰的吉布斯函数可变氧化数图，锰在酸性介质中的吉布斯函数可变氧化数图，44，3m no42-4 H

10、2O mnO 4-MnO2 2H2O，2mn 32 H2O MnO 2(s)4H，Mn2，Mn，mn3，MnO 2，MnO4-，0 1 2 3 4 5 6 7，500 400 300 200 100-100-200，氧化数，4 5，2MnO4- 3Mn2 2H2O 5MnO2 4H，46Mn (oh) 3可以歧化成Mn(OH)2和MnO 2:3。在浓碱液中，MnO42-不能歧化，但MnO4-能氧化MnO 42-:3mno42-2h2o2mno4-4oh-。20.3.1锰的简单物质MnO2 Mn3O4，由于与Al、3mn3o4 8al9mn4Al2O3、Mn2h2o Mn(oh)2 H2、2mn

11、4koh2k2mno42h2o、49发生激烈反应而转化，利用锰的坚硬、坚韧和耐磨的滚动轨道来建造高层建筑的装甲板来制造轴承破碎机，50、锰是人体不可缺少的元素。缺锰、生长异常、生殖异常、大脑痉挛，经常喝茶能补充人体所需的1/3以上的锰，51、20.3.2锰化合物，1、锰()化合物，(1)不溶性化合物，Mn2的强酸盐容易溶解，而氢氧化物和弱酸性盐则难以溶解。然而，MnS 2 HAC MNAC 2 H2S，MnS 2 H2O MnO (OH) 2 S，2MNCO 3 O2 H2O 2 MnO(OH)2 CO2，52，在酸性溶液中，Mn()的还原性很弱；因为MnO4-是紫色的，这三个反应经常用于Mn

12、2离子的定性检测。(2)还原性，53。Mn()在碱性介质中有很强的还原性。空气中的氧将它氧化成二氧化锰，当二氧化锰含量过多时，54，当锰()的氧化性酸式盐热分解时，二氧化锰(NO3)、二氧化锰(NO2)、二氧化锰(CLO)、四氧化二锰(MnO 2)、二氧化氯(Cl2)、三氧化二锰(MnO 3)配位化合物存在。在强磁场中形成低自旋复合物；弱场中形成高自旋复合物。55，2，锰()，最重要的是二氧化锰，它是黑色粉末，不溶于水和稀酸碱，但溶于浓酸碱。二氧化锰在酸性介质中是强氧化剂，在碱性介质中是还原剂。56，二氧化锰作为氧化剂，二氧化锰在酸性溶液中是强氧化剂。用浓盐酸：用浓硫酸：57，二氧化锰作还原剂

13、，在碱性介质中，二氧化锰在氧化剂存在下可氧化成锰酸盐。四氧化二锰和氢氧化钾的混合物在空气或氧化剂如氯化钾中熔化，四氧化二锰在碱性溶液(pH14)中稳定。如：3K2MnO4 2CO22KMnO4 MnO2 2K2CO3，它也可以被氧化成锰():2K2MnO4 2Cl2 2KMnO4 2KCl，59，而KMnO4，最重要的一种，是常用的氧化剂之一。由于MnO4-与VO43-和CrO42-一样，具有四面体结构，其紫红色是由锰氧之间的电荷转移跃迁引起的，锰氧之间的极化比铬氧更强，电子跃迁更容易发生，所以呈现紫红色。4，锰()化合物，60，性质1:不稳定，在酸中明显分解：光在高锰酸钾溶液的分解中起催化作用。在强碱的情况下：加热：性质，61，性质2:强氧化性。在酸性溶液中，MnO4- 8H5e-Mn24H2O是强氧化剂。该反应用于实验室制备氯气，该反应用于铁的定量测定。62，在中性、微酸性或微碱性溶液中，MnO4-仍然是氧化剂：MnO4- 2H2O 3e- M