《無(wú)機(jī)化學(xué)(第4版)》13-3鉻族元素

第十三章過(guò)渡元素(一)

13.3鉻族元素d區(qū)ⅥB族CrMoWSg鉻鉬鎢主要礦物鉻鐵礦Fe(CrO2)2輝鉬礦MoS2黑鎢礦MnFeWO4白鎢礦CaWO4放射性元素稀有元素但在我國(guó)的儲(chǔ)量極為豐富13.3.1

鉻族元素概述d區(qū)ⅥB族CrMoWSg鉻鉬鎢主要礦物鉻鐵礦Fe(CrO2)2輝鉬礦MoS2黑鎢礦MnFeWO4白鎢礦CaWO4放射性元素居世界第二位13.3.1

鉻族元素概述d區(qū)ⅥB族CrMoWSg鉻鉬鎢主要礦物鉻鐵礦Fe(CrO2)2輝鉬礦MoS2黑鎢礦MnFeWO4白鎢礦CaWO4放射性元素居世界第一位占全球總量的一半以上13.3.1

鉻族元素概述鉻(Cr)銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度是所有金屬中最大的常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀HCl或稀H2SO4Cr

+2H+

→

Cr2++H2藍(lán)色4Cr2++4H++O2

→

4Cr3++2H2O紫色鉻(Cr)銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度是所有金屬中最大的常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀HCl或稀H2SO4不溶于硝酸，溶于熱、濃硫酸2Cr

+

6H2SO4(熱、濃)

→

Cr2(SO4)3+3SO2+

6H2O鉻(Cr)銀白色金屬，熔、沸點(diǎn)高，硬度是所有金屬中最大的常溫下因表面有致密的氧化膜，在空氣或水中穩(wěn)定，除去保護(hù)膜可緩慢溶于稀HCl或稀H2SO4不溶于硝酸，溶于熱、濃硫酸具有硬度高、耐腐蝕、良好光澤等優(yōu)點(diǎn)常用作金屬表面鍍層，并用于制造合金大量用于制造合金鋼，鎢還用于制作燈絲和高溫電爐的發(fā)熱元件鉬不與稀、濃鹽酸反應(yīng)，可與濃硝酸和王水反應(yīng)為銀白色金屬，硬度大、熔點(diǎn)高，鎢是金屬中熔點(diǎn)(3410℃)最高的鉬(Mo)、鎢(W)鎢與鹽酸、硫酸、硝酸均不反應(yīng)，只溶解于氫氟酸和硝酸的混合物或王水鉬與鎢性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定鉻、鉬、鎢與酸的反應(yīng)情況

HClHNO3王水Cr緩慢溶解鈍化反應(yīng)Mo不反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)W不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)鉻的電勢(shì)圖無(wú)論酸性或堿性溶液，Cr(Ⅱ)均不穩(wěn)定酸性溶液中，Cr2O有強(qiáng)氧化性堿性溶液中，CrO

無(wú)氧化性13.3.2

鉻的重要化合物E/V?AE/V?BCr2O7

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-_酸性溶液中，Cr3+穩(wěn)定堿性溶液中，[Cr(OH)4]

有還原性_主要氧化物和氧化物的水合物主要氧化數(shù)最常見狀態(tài)顏色酸堿性+2Cr(OH)2藍(lán)堿性+3Cr2O3Cr(OH)3綠灰綠兩性+6CrO3H2Cr2O7H2CrO4暗紅橙紅酸性氧化數(shù)增大，化合物酸性增強(qiáng)黃13.3.2

鉻的重要化合物三氧化二鉻(Cr2O3)——鉻綠制取1.高溫下，金屬鉻與氧直接化合4Cr+3O22Cr2O3△2.重鉻酸銨熱分解(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2+4H2O△3.三氧化鉻熱分解4CrO3

2Cr2O3+3O2△演示13.3.2

鉻的重要化合物三氧化二鉻(Cr2O3)——鉻綠1.穩(wěn)定的兩性氧化物性質(zhì)2.灼燒過(guò)的Cr2O3難溶于酸或堿可與酸性熔劑共熔Cr2O3+3K2S2O7

Cr2(SO4)3+3K2SO4高溫Cr2O3是制鉻的原料，也是綠色顏料廣泛用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等Cr2O3+6KHSO4Cr2(SO4)3+3K2SO4+3H2O高溫氫氧化鉻[Cr(OH)3]實(shí)為水合氧化鉻Cr2O3·xH2O含水量是可變的，習(xí)慣上用Cr(OH)3表示難溶于水向Cr3+溶液中加入適量堿Cr3++3OH

→

Cr(OH)3(灰綠色)_氫氧化鉻[Cr(OH)3]向Cr3+溶液中加入適量堿難溶于水兩性溶于酸——Cr3+(藍(lán)紫色)Cr(OH)3+3H+

→Cr3++3H2OCr3++3OH

→

Cr(OH)3(灰綠色)_溶于堿——[Cr(OH)4]

(亮綠色)Cr(OH)3+OH→[Cr(OH)4]___鉻(Ⅲ)鹽常見的鉻鹽易溶于水六水合氯化鉻CrCl3·6H2O紫色或綠色十八水合硫酸鉻Cr2(SO4)3·18H2O紫色鉻鉀礬KCr(SO4)2·12H2O藍(lán)紫色CrCl3溶液的顏色隨溫度(T)、c(Cl-)而變冷、稀CrCl3溶液中

[CrCl(H2O)5]2+

[Cr(H2O)6]3+

[CrCl2(H2O)4]+

T、c(Cl-)紫色

綠色13.3.2

鉻的重要化合物鉻(Ⅲ)鹽易水解1.Cr3+水解[Cr(H2O)6]3++H2O

?

[Cr(OH)(H2O)5]2++H3O+

pH↑，進(jìn)一步反應(yīng)

[Cr(H2O)6]3+

+[Cr(OH)(H2O)5]2+?

H

O(H2O)5CrCr(H2O)55++H2O2[Cr(OH)(H2O)5]2+?+2H2O

HO(H2O)4CrCr(H2O)4

O

H4+鉻(Ⅲ)鹽常見的鉻鹽易溶于水CrCl3溶液的顏色隨溫度(T)、c(Cl-)而變易水解3.弱酸鉻鹽發(fā)生完全水解2Cr3++3S2-+6H2O→2Cr(OH)3+3H2S13.3.2

鉻的重要化合物2.[Cr(OH)4]

水溶液加熱煮沸發(fā)生完全水解2[Cr(OH)4]

+(x-3)H2O→Cr2O3·xH2O+2OH___鉻(Ⅲ)鹽常見的鉻鹽易溶于水CrCl3溶液的顏色隨溫度(T)、c(Cl-)而變易水解在酸性溶液中，與強(qiáng)氧化劑才能反應(yīng)2Cr3++3S2O82-+7H2O

→

Cr2O72-+6SO42-+14H+在堿性介質(zhì)中,Cr(OH)4-有強(qiáng)還原性2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH-→2CrO42-

+8H2O13.3.2

鉻的重要化合物鉻(Ⅲ)配合物配位數(shù)大多為6穩(wěn)定性較高，在水溶液解離程度較小同一組成配合物可有多種異構(gòu)體如CrCl3·6H2O[Cr(H2O)6]Cl3紫色[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O藍(lán)綠色[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O綠色13.3.2

鉻的重要化合物Cr3+鑒定2.加入H2O23.加入Pb(NO3)2或AgNO3或BaCl2

Cr3+

+4OH

(過(guò)量)→[Cr(OH)4]

（亮綠色）CrO

+Pb2+

→()CrO

+2Ag+

→

Ag2CrO4(磚紅色)CrO

+Ba2+

→()PbCrO4黃色BaCrO4黃色13.3.2

鉻的重要化合物1.加入過(guò)量NaOH__2[Cr(OH)4]

+3H2O2+2OH→2CrO+8H2O__三氧化鉻(鉻酐)制?。涸贙2Cr2O7飽和溶液中加入過(guò)量濃硫酸K2Cr2O7+H2SO4(濃)

→2CrO3+K2SO4+H2O暗紅色晶體，有毒不穩(wěn)定4CrO32Cr2O3+3O2197℃強(qiáng)氧化性,與有機(jī)物劇烈反應(yīng),甚至著火三氧化鉻(鉻酐)制?。涸贙2Cr2O7飽和溶液中加入過(guò)量濃硫酸K2Cr2O7+H2SO4(濃)

→2CrO3+K2SO4+H2O暗紅色晶體，有毒不穩(wěn)定CrO3+H2O→H2CrO4溶于堿生成鉻酸鹽CrO3+2NaOH→Na2CrO4+H2O易潮解，溶于水生成鉻酸(

）黃色鉻酸鹽和重鉻酸鹽重鉻酸鹽大都溶于水K2Cr2O7是橙紅色晶體,不易潮解,常用作化學(xué)分析的基準(zhǔn)物鉻酸鹽除K+、Na+、NH4鹽外，一般均難溶于水。K2CrO4是黃色晶體+Cr2O7和CrO4在溶液中存在如下平衡2-2-2CrO4

+2H+Cr2O7+H2OH+OH-黃色

橙紅色2-2-鉻酸鹽和重鉻酸鹽在重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+鹽時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀Cr2O7+2Ba2++H2O→2BaCrO4+2H+(檸檬黃)Cr2O7+2Pb2++H2O→2PbCrO4+2H+(鉻黃)Cr2O7+4Ag++H2O→2Ag2CrO4+2H+(磚紅)2-2-2-鉻酸鹽和重鉻酸鹽在重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+鹽時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀重鉻酸鹽在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性此反應(yīng)用于鐵含量的測(cè)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-鉻酸鹽和重鉻酸鹽在重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+鹽時(shí)，生成鉻酸鹽沉淀重鉻酸鹽在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性過(guò)去化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所用“洗液”是由重