《d区元素》PPT课件

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• 2VO2+ + 2H+ +H2C2O4 == 2VO2+ +2CO4 +2H2O
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25
• 钒酸缩合可以形成多酸
• VO43- +2H+ ≒ 2HVO42- ≒V2O74- +H2O PH≥13

3V2O74- +6H+ ≒ V3O93- +3H2O
PH≥8.4

10V3O93- +12H+ ≒ 3V10O286- +6H2O
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5
M(S) 2e === M2+(aq) rHm

sHm M(g) 2e ===
hHm
r H m = s H m + I 1 + I 2 + h H m
M2+(g)


sH m I1 +I2
故 rHm 的负值减小
下 hHm
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6
• 5、过渡金属及其化合物的磁性 • 顺磁性、逆磁性、铁磁性、反铁磁性 • 6、过渡元素氧化态水合物的酸碱性 • 低氧化态的水合物一般为碱性
==TiO2·XH2O + 4C4H9OH
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22
• 钛的检验: • 以H2SO4—HCl溶解式样生成TiO2+ • TiO2+ +H2O2 ==[TiO(H2O2)]2+ • 3TiO2+ +Al +6H+ ==3Ti3+ +Al3+ +3H2O • Ti3+ +Fe3+ +H2O ==TiO2+ +Fe2+ +2H+ • 以FeCl3滴定,NH4SCN(aq)作指示剂
• 第二过渡系列 4d1-105s1 例外 Y: 4d15s2 、Pd : 4d105s0
• 第三过渡系列 5d1-96s2 例外Pt: 5d96s1
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2
• 过渡金属元素的结构特点与基本性质 1、有效核电荷及原子半径的变化规律 第一过渡系列从左至右原子半径略有减小 第二过渡系列从左至右原子半径也呈下降趋
• ①在碱性介质下,电极电位数值比在酸性 条件下更负
2Fe +H2O +O2 == 2Fe(OH)2 O2
Fe2O3 XH2O
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10
2Pd +4KOH +O2 == 2PdO +2K2O +2H2O Ru +2KOH +KClO3 ==K2RuO4 +KCl +H2O Ru +3Na2O2 == NaRuO4 +2Na2O
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12
• 在碱性条件下:
2Mn(OH)2 +O2 ==MnO(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 == 4Fe(OH)3 4Co(OH)2 +O2 == 4Co(OH)3
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13
• ③第二、三过渡系列比较相似,而第一过 渡系列有较大差别
• ④同一过渡系列元素,最高氧化态的氧化 性从左至#43; H+ == [HV10O28]5-
→[H2V10O28]4- ……

当PH=2时,则形成V2O5·XH2O (红棕色)

PH<1时 [H2V10O28]4- + 14H+ ==10VO2+
+8H2O

黄色
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26
三、铬、钼、钨
• 1、铬的化合物
• Cr +2HCl==CrCl2 +2H2↑
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19
• 五、锰的冶炼 • 软锰矿MnO2·XH2O • MnO2 +2CO ==Mn +2CO2 • 3Mn3O4 +8Al ==9Mn +4Al2O3 • MnCl2 == Mn + Cl2
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20
16-3一些重要的过渡金属元素及其 化合物
• 一、钛
• 银白色金属: 密度小(4.5g/cm3)强度大 熔沸点较高 耐腐蚀性强
• Ru,Rh,Nb仅轻微地被王水作用
• Mo,Tc,Re,Pd 溶于氧化性酸HNO3中
• W只与王水作用
• Zr,Hf,Nb,Ta,Mo,W 可以与F-形成化合物 MF62-、MF72-- ,而且可以溶于HNO3—HF 混合酸中。
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9
• 过渡金属不同氧化态在水溶液中的相对稳 定性及氧化还原性的规律:
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11
• ②第一过渡系列的低氧化态化合物具有还 原性
TiCl2 +TiOCl2 +H2
4CrCl2 +4HCl +O2 == 2CrCl3 +2H2O 2V2VO2 (aq)
Cr3/ Cr2 = 0.41V
VO2 / V2 = 0.05V
2CrCl2 +2HCl== 2CrCl3 +H2
• Cr2O3 +2NaOH +3H2O ==2NaCr(OH)4
• Cr2O3 +3K2S2O7 ===Cr2(SO4)3 +3H2O
• Cr3+ ≒ Cr(OH)3≒ Cr(OH)4-
• 蓝紫
绿
亮绿
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27
• Cr(OH)4-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+4H2O
• 2Cr3+ +3PbO2 +H2O == Cr2O72- +3Pb2+ +2H+
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23
• 二、钒 • V2+、V3+有还原性,VO2+具有氧化性 • 钒的不同氧化态水合离子具有不同的颜色 • V2+(aq):紫色, V3+(aq):绿色 ,
VO2+(aq):蓝色, VO2+:黄色 • V2O5最重要 • V2O5 +H2SO4 == (VO2)2SO4 + H2O
• V2O5 +6NaOH == 2Na3VO4 + 3H2O
• 金红石是天然的二氧化钛
• 纯TiO2 为白色,又称为钛白(或钛白粉)。 TiO2为两性氧化物,但其酸碱性均不强
• TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O{ 均易水解 生成TiO2·XH2O}
• Ti2+ +2NaOH == NaTiO2 +H2O
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21
• TiCl4 :液体
• TiCl4 +3H2O ==H2TiO3 +4HCl • Ti(C4H9O)4 :油状液体 • Ti(C4H9O)4 +(X+2)H2O
zrhfnbtamow精选ppt过渡金属元素是典型的金属元素表现为熔沸点高密度大硬度大升华热大导电导热性能好有金属光泽抗拉强度高延展性好机械加工性能好从左到右逐渐增大从上至下变化不规则精选ppt一般低的为2最高氧化态与元素所在的族数相通常低氧化态的化合物123多数是离子键化合物在水溶液中以水合离子形式存在并有颜色
• MoO3(s)+ 3H2(g)==Mo(s)+3H2O
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17
• 四、钨的冶炼 • FeWO4·MnWO4(黑铁矿) CaWO4(白钨矿) • 1.碱熔
• CaWO4 + Na2CO3 == Na2WO4 +CaO +CO2
• FeWO4 + 4Na2CO3 +O2== 4Na2WO4+2Fe2O3+4CO2
• 4CrO3 == 2Cr2O3 +3O2↑
• 易溶于水 288K时,溶解度为166g/100gH2O
• 易与H2O、NH3、Cl-、CN- 等配体形成八面体型的配合物
• 如[Cr(H2O)6]3+ →[Cr(NH3)x(H2O)6-x]3+→[Cr(NH3)6]3+
•紫

• (2)Cr(Ⅵ)化合物
• CrO3 、Na2CrO4 、Na2Cr2O7 、K2Cr2O7
• 三氧化铬是暗红色的针状晶体,不稳定,具有强氧化性
• 一、Ti的冶炼 • ①酸溶
FeTiO 3+2H 2SO 4(>80% )==TiO SO 4+FeSO 4+2H 2O TiO SO 4+2H 2O==TiO 2H 2O+H 2SO 4
• H 2TiO 3==TiO 2+H 2O • ②氯化
TiO2(s) +2Cl2 (g)== TiCl4(g) +O2(g) TiO2(s) + CO +2Cl2 (g)== TiCl4(g) +2CO(g)
Mn(OH)2 Ni(OH)2 Fe(OH)2 Co(OH)2 Cu(OH)2 Ti(OH)2 Sc(OH)3 Cr(OH)3 Fe(OH)3 Ti(OH)3 Co(OH)3
• 对于同一系列,一般从左至右碱性减弱, 但并非绝对
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7
• 7、形成多酸、多碱的习性
• Cr3+ Fe3+ Co3通过水解可形成多碱
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16
• 三、钼的冶炼
• 辉钼矿 MoS2
• 灼烧 MoS2+2O2 == 2MoO3 +4SO2
• MoO3+2NH3·H2O == (NH4)2MoO4
+H2O
• (NH4)2MoO4 + 2H+ == H2MoO4 ↓+
2NH4+

H2MoO4 == MoO3 + H2O
• 用H2还原
• 3MnWO4 + 3Na2CO3 +1/2O2== 3Na2WO4+Mn3O4+3CO2
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18
• 2. 除杂后将滤液酸化 • WO42- +2H+ == H2WO4↓ • H2WO4 + 2NH3 ==(NH4)2WO4 • (NH4)2WO4 == 2NH3 +2H2O +WO3 • WO3(s)+3H2(g) ==W(s)+3H2O(g)
• ③还原 • TiCl4 + 2Mg ==Ti + 2MgCl2
G =126.7KJ/mol G =149.8KJ/mol
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• 二、铬的冶炼 • 铬铁矿 FeCr2O4 • 碱熔 • 4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3=2Fe2O3+8N
a2CrO4+8CO2 • 2CrO42- + 2H+ == Cr2O72- +H2O • Na2Cr2O7 +2C ==Cr2O3 +Na2CO3 +CO • 铝热还原法 • Cr2O3(S)+2Al=2Cr(S)+ Al2O3
• CrCl2+4HCl+O2 == 4CrCl3 + 2H2O
• Cr(Ⅲ)的化合物
• Cr2O3(绿色)、CrCl3·6H2O(暗绿色)、 Cr2(SO4)3·18H2O(紫色)、
• Cr2(SO4)3·6H2O(绿色)
• Cr2O3为两性氧化物
• Cr2O3 +3H2SO4 ==Cr2(SO4)3+3H2O
势 第三过渡系列由于镧系收缩的原因,使第三
过渡系列元素的原子半径与第二过渡系 列的元素原子半径相近,如: Zr-Hf,
Nb-Ta, Mo-W
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3
• 2、熔沸点等物理性质的变化规律
• 过渡金属元素是典型的金属元素,表现为熔 沸点高、密度大、硬度大、升华热大、导电 导热性能好,有金属光泽、抗拉强度高、延 展性好、机械加工性能好
• 3、第一电离能的变化
• 从左到右 逐渐增大 从上至下 变化不 规则
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4
• 4、氧化态的规律
• 表现出多种氧化态
• 一般低的为+2 ,最高氧化态与元素所在的族数相 等
• 通常,低氧化态的化合物(+1、+2、+3)多数是 离子键化合物,在水溶液中以水合离子形式存在, 并有颜色。
• 总的来说,第一过渡系元素易形成低氧化态,即 低价态稳定,其高氧化态有较强的氧化性;第二、 三过渡系倾向于相成高氧化态稳定,其氧化物不 显著。
第十六章 d区元素(过渡)元素
IIIB —VIII 25个元素 (n-1)d 1-9ns1-2
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni
Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd
La Hf Ta W Re Os
Ir Pt
Ac
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1
§16—1过渡金属元素的通性
• 第一过渡系列 3d1-84s2 例外Cr : 3d54s1
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24
• V2O5 +H2SO4 == (VO2)2SO4 + H2O
• V2O5 +6NaOH == 2Na3VO4 + 3H2O • V2O5(VO2+)在酸性介质中有强氧化性
• 2VO2+ + 4H+ +2Cl- == 2VO2+ +Cl2 +2H2O
• VO2+ + 2H+ +Fe2+ == VO2+ +H2O +Fe3+
FeO42 MnO42 Cr2O72
• 同一副族元素最高氧化态从上至下呈下降 趋势
MnO42/ Mn2 = 1.51V Tc(VII)/Tc2 =0.72V
Re:0.42V
M2O72/ M3 =
Cr :1.33V Mo :0.20V W :0.07V
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14
§16—2 过渡金属的冶炼
VO4 3
V2O7 4
V3O9 3
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V4O12 4
H2V10O28 4
8
• 过渡金属是较强的还原剂
• 过渡金属和酸的作用
• 例如:Sc,Y,La,Cr,Mn,Fe,Co,Ni 可从非氧化
性酸中置换出氢,例如:

Ti 热浓 HCl 、HNO3 Cr + 2HCl ==CrCl2 + H2
• Os,Ir,Ta 与王水不作用
• 另一些过渡金属的酸性氧化物,在一定的条件(pH)下也有缩合作
用 2CrO42 +2H
Cr2O72 +H2O
• Mo, W, V, Nb, Ta 最易形成多酸 • 这种由含氧酸彼此缩合而成比较复杂的酸称为多酸,它们可以看作
若干水分子和两个或两个以上的酸酐组成的酸。 • 如果两个以上的酸酐是属于同一类的,该酸叫做同多酸 • 如果两个以上的酸酐是属于不同类的,该酸叫做杂多酸 • 同多酸的形成与溶液的PH密切相关,PH值越小,缩合度越大,如:
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