d区元素过渡金属一

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第十三章过渡金属一、二

4、Cr(Ⅲ)化合物 Cr2O3实验室制法： (NH4)2Cr2O7=Cr2O3+N2+4H2O Cr2O3的两性氧化物： Cr2O3+6H+→2Cr3++3H2O Cr2O3+2OH-+3H2O→2Cr(OH)4-(或CrO2-)
Cr3+在水溶液中以Cr(H2O)63+形式存在，为紫色。铬盐溶液常呈绿色，这是因为内界H2O被其他离子置换的缘故，如[Cr(H2O)6]Cl3为紫色。 [Cr(H2O)5Cl]Cl2· H2O为淡绿色， [Cr(H2O)4Cl2]· Cl· 2H2O为暗绿色。
第二十部分过渡金属二
一、铁、钴、镍 1、常见氧化态有+2、+3，但稳定性不同，Fe一般以+3稳定； +2较易被氧化；Co以+2稳定，+3是强氧化剂； Ni一般只呈现+2，碱性介质存在+3，但氧化性较强。
2、铁、钴、镍化合物反应性比较（1）Ni(OH)2只有在强氧化剂(如NaClO)作用下才能氧化为黑色的NiO(OH) （2）硫氰化物 Fe3++nSCN-→[Fe(NCS)n]3-n n=1～6(血红色) Co2++4SCN-→[Co(NCS)4]2- (兰色) Ni2++4SCN-→[Ni(NCS)4]2- (亮绿色) Co(NCS)42-在水溶液中不太稳定，用有机溶剂萃取后比较稳定。
（3）将Cr(OH)3在高温下灼烧
2Cr(OH)3=Cr2O3+3H2O
（4）用铝热剂还原Cr2O3
Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3
3、从辉钼矿（MoS2）中制备MoO3的主要步骤: （1）焙烧： 2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2 （2）加氨水浸取： MoO3+2NH3· H2O=(NH4)2MoO4+H2O （3）加(NH4)2S除Cu2+等杂质 Cu(NH3)42++(NH4)2S→CuS↓+2NH4++4NH3↑ （4）酸化析出钼酸： (NH4)2MoO4+2HCl=H2MoO4↓+2NH4Cl （5）热解： H2MoO4=MoO3+H2O

第二十三章d区金属一第四周期d区金属

• 铪的化学性质与锆极相似，它没有独立的矿物而常与锆共
生。铪在地壳中的含量为1×10-4%。
• 二、单质的性质和用途
• 钛、锆、铪同属周期系IVB族。它们的价电子构型
为(n-1)d2ns。由于在d轨道全空的情况下，原子的结构是比较稳定的，因此钛、锆、铪都以失去四个电
子为特征。由于镧收缩的影响，锆和铪的原子半径
• FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O • Fe2O3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+3H2O • 可加入铁屑，使溶液中Fe3+离子还原为Fe2+，然后将溶液
冷却至273K以下，使FeSO4。7 H2O结晶析出。这样既除去钛液中的杂质，又获得副产品绿钒FeSO4•7 H2O。
• Ti(SO4)z和TiOSO4容易水解而析出白色的偏钛酸沉淀： • Ti(SO4)2+ H2O＝TiOSO4+H2SO4 • TiOSO4+2H2O＝H2TiO3+HzSO4
非常接近，它们的化学性质也很相似，因而二者的分离工作也较困难。这些元素除主要有氧化态为+IV的化合物外，钛和铪给生成低氧化合物的趋势更小，这
一点和锗分族相反。由于钛族元素的原子失去四个电子需要较高的能量，所以它们的M(IV)化合物主要以共价键结合。在水溶液中主要以Mo2+形式存在，并且容易水解。这些金属的外观似钢，纯金属具有良好的
• 2-7 过渡元素的配位性
• 前已指出，过渡元素的原子或离子具有(n-1)d，ns和np共
9个价电子轨道。对过渡金属离子而言，其中ns和np轨道是空的，(n-1)d轨道为部分空或者全空，它们的原子也存在空的np轨道和部分填充的(n-1)d轨道。这种电子构型都具有接受配位体孤电子对的条件。因此它们的原子和离子都有形成配合物的倾向。例如过渡元素一般都容易形成氟配合物、氰配合物、草酸根配合物等，这些内容将在以后各节中分别介绍。

过渡金属

r (M) pm
181 160 143
Ei,1 kJ ⋅ mol
4 642.6 642.3 691.2
−1
氧化值 +3 +2,+3,+4 +2,+3,+4,+5
无机化学
4d55s1 2622 4825 136 4d55s2 2157 2334 1963 1555 962 321 4265 4150 3727 3167 2164 765 136 133 135 138 144 149 708.2 707.6 733.7 810.5 737.2 874.0 4d75s1 4d85s1 4d105s0 4d105s1 4d105s2
某些含氧酸根离子具有颜色，如 VO3−、CrO 2− 、 4 4 MnO − 等，通常认为它们的颜色是由电荷迁移引起 4 的。上述离子中的金属原子都处于最高氧化值，其形式电荷分别为 V5+、Cr6+、Mn7+，它们都具有 d0 电子组态。V5+、 Cr6+、Mn7+ 都有较强的夺取电子的能力，这些酸根离子吸收了一部分可见光的能量后，氧阴离子的电荷会向金属离子迁移。伴随着电荷迁移，这些离子呈现出不同的颜色。
无机化学
第一过渡系金属水合离子的颜色
d 电子数 d0 d1 d2 d3 d3 d4 d4 d5 水合离子 [Sc(H2O)6]3+ [Ti(H2O)6]3+ [V(H2O)6]3+ [V(H2O)6]2+ 颜色无色紫色绿色紫色紫色蓝色红色 d 电子数 d5 d6 d6 d7 d8 d9 d10 水合离子颜色
+2,+3,+4,+6,+7 +2,+3, +6 +2,+3 +2,+3 +1,+2 +2

d区元素一(相关知识

d区元素一(相关知识d区元素是指周期表中4d及5d轨道上的元素，通常也被称作过渡金属。

它们在化学性质上表现出中等电负性、高离子化能、高化合价、易氧化以及形成带有镍白色或银白色的亮泽金属外观等特点。

这些元素的最外层电子组态为ns2(n-1)d，在化学反应中，它们借助着这些d轨道上的电子来提高反应速率、稳定物种的结构以及调节电荷分布。

这些元素在生命过程中扮演着很重要的角色，同时也是一些基础材料和高科技产业的重要组成部分，例如高温合金、电池、合成纤维以及电子器件等。

d区元素从第四周期开始，元素逐渐变得稀有，其中的超过一半元素被定性为稀有金属元素。

这些元素的多项化学性质受到它们的外层d轨道上电子的影响。

这些d轨道上的电子数量众多，容易形成配合物，因此它们具有强的络合能力和催化活性。

另外，d区元素之间的相互作用也属于d-d键，因此它们的反应机理也具有研究价值。

d区元素的原子半径比p区的元素要大，因为它们拥有更多的电子，同时原子序数越大，原子半径也会越来越小。

在同一周期内，d区元素的离子半径比p区元素要小，这是因为它们已经失去了一部分电子，离子半径因此变小。

在化学反应中，d区元素通常会表现出它们的多价性，这是因为d轨道上电子的容易发生氧化还原反应，进而形成不同价态的离子。

在配位化学中，d区元素能够形成大量的稠合配合物，因为它们的d轨道可以用来接受配体的配位键，从而形成稳定的配合物。

d区元素中金属的环境共价能力有时候很强，这也是它们常被用来作为催化剂的主要原因。

例如，在氧化反应中，d区元素可以很容易地释放出氧分子，进而形成氧化物。

在还原反应中，d区元素则可以发生电子传递，将电子传递到其他离子或者分子上。

在这些反应中，p区元素通常没有这样的作用。

从原始形态到纯粹化学物质，d区元素产生了众多的应用。

在纯净状态下，它们被用来制造带有镍白色或银白色的亮泽金属外观，这些金属被广泛应用在制造飞机、汽车和高速列车等交通设施中。

元素周期表中的过渡金属

医学应用
01
02
03
药物合成
过渡金属在药物合成中发挥重要作用，如铂、钴、镍等金属的配合物用于治疗癌症的药物研发。
诊断试剂
某些过渡金属离子如铁、铜、锌等参与生物体内的代谢过程，可作为生物标记物用于诊断疾病。
医疗器械
一些具有特殊物理和化学性质的过渡金属及其合金用于制造医疗器械，如手术刀具、植入物等。
环境治理
污水处理
过渡金属化合物在污水处理中具有重要作用，能够有效去除水中的重金属离子和有害物质，保障水质安全。
大气治理
利用过渡金属化合物去除大气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等，有助于改善空
气质量。
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THANKS
元素周期表中的过渡金属
CONTENTS
• 过渡金属的概述 • 过渡金属的化学性质 • 过渡金属的物理性质 • 过渡金属的应用 • 过渡金属的发现与开采 • 过渡金属的未来发展
01
过渡金属的概述
定义与特性
定义
过渡金属是元素周期表中d区和ds区的金属元素，它们具有未填满的d电子壳层。
特性
过渡金属具有多种氧化态，可以形成多种复杂的化合物，具有丰富的化学性质和物理性质。
功能材料
过渡金属化合物在磁性、光学、电学等方面具有优异性能，可用于信息存储、光电器件、传感器等领域。
新能源开发
燃料电池催化剂
过渡金属（如铂、钯等）具有良好的催化性能，是燃料电池中重要的催化剂，有助于提高燃料电池的效率和稳定性。
太阳能电池
过渡金属化合物在太阳能转换方面具有潜在应用价值，能够提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
详细描述
过渡金属具有多种氧化态，这是因为它们的d电子可以轻易地参与成键，形成不同的价态。此外，由于d电子的存在，使得相邻氧化态间的电离能差较小，这使得过渡金属在化学反应中容易发生氧化还原反应。

d区过渡金属

钛不与热碱反应，钛的最好溶剂是HF 或含F离子的酸，是因为ф0的改变
Ti + 6HF = TiF62- + 2H+ + 2H2↑
钛的制备：
１. 从钛铁矿提取TiO2
磁选精矿，然后硫酸处理，产物用水浸取（加铁屑防止Fe2+氧化），并低温结晶出FeSO4·7H2O。过滤，稀释、加热使产物水解，然后加热，得TiO2 。
V2O5 钒酸盐和多钒酸盐
1. 五氧化二钒
物理性质： V2O5为橙黄色或砖红色，无臭，无味，有毒，微溶于水，100g水溶0.07g V2O5。制备：2NH4VO3 ＝ V2O5 + 2NH3 + H2O
化学性质：
§ 2-3 锆铪的化合物
因镧系收缩，Zr和Hf半径相似，化学性质相似，化合物主要是＋4（d0，无色），主要化合物有MX4和MO2，ZrO2是白色粉末，不溶于水，未经高温处理的ZrO2能溶于无机酸，但高温下制得的ZrO2有化学惰性，除HF外，不与其它酸作用，熔点（2973K）高，是制造坩锅和高温陶瓷的原料。
用水浸取除去可溶盐，得海绵状钛，电弧熔融得钛锭。
§ 2-2 钛的重要化合物
1. 二氧化钛
天然二氧化钛称“金红石”，含杂质。
人工制备纯TiO2俗称“钛白粉”，是优良的白色涂料，着色力强，遮盖力强，化学稳定性好，优于
“锌白”（ZnO）和铅白（2PbCO3·Pb(OH)2）等白
色涂料。TiO2有三种不同晶型：金红石, 锐钛，板钛
第四周期过渡元素的氧化态（红色为常见的氧化态）
第四周期随原子序数增加，氧化态先是逐渐升高，但高氧化态逐渐不稳定（显强氧化性），随后氧化态又逐渐变小，这种变化与d电子充填，核电荷依次增高，原子半径逐渐减小有关。

d区金属元素钛钒铬锰实验报告

实验报告：d区金属元素钛钒铬锰背景d区金属元素是周期表中4d和5d区的过渡金属元素，包括钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）和锰（Mn）。

这些元素具有重要的工业应用和科学研究价值。

本实验旨在通过一系列实验方法对这些金属元素进行分析，了解它们的性质和特点。

实验目的1.通过化学反应、物理性质等实验手段分析钛、钒、铬和锰的特性；2.研究这些金属元素在不同条件下的反应行为；3.探究这些金属元素的应用领域及潜在价值。

实验步骤1.钛（Ti）实验：–准备一定浓度的氯化钛溶液；–在试管中加入氯化钛溶液，并观察其颜色变化；–在不同条件下，如加热或与其他试剂反应，观察其反应行为。

2.钒（V）实验：–准备一定浓度的硫酸亚铁溶液和硫酸钠溶液；–将硫酸亚铁溶液滴加到硫酸钠溶液中，观察产生的颜色变化；–在不同条件下，如改变温度或添加其他试剂，观察其反应行为。

3.铬（Cr）实验：–准备一定浓度的硫酸铬溶液；–在试管中加入硫酸铬溶液，并观察其颜色变化；–在不同条件下，如改变pH值或与其他试剂反应，观察其反应行为。

4.锰（Mn）实验：–准备一定浓度的硝酸锰溶液和氯化亚锡溶液；–将氯化亚锡溶液滴加到硝酸锰溶液中，观察产生的颜色变化；–在不同条件下，如改变温度或添加其他试剂，观察其反应行为。

分析钛（Ti）钛是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属，在航空航天、汽车制造和医疗器械等领域有广泛应用。

实验结果显示，在加热时，钛溶液呈现出橙红色，并发生氧化反应，生成了二氧化钛。

钒（V）钒是一种重要的合金元素，在钢铁工业中起着关键作用。

实验结果显示，当硫酸亚铁溶液滴加到硫酸钠溶液中时，产生了深蓝色的络合物。

这种颜色变化可以用来检测钒的存在和浓度。

铬（Cr）铬是一种耐腐蚀的金属，在不锈钢制造、镀铬工艺等方面有广泛应用。

实验结果显示，在酸性条件下，硫酸铬溶液呈现出黄绿色。

而在碱性条件下，它会转变为深绿色。

锰（Mn）锰是一种重要的合金元素，在冶金、电池制造和化学工业中有广泛应用。

元素周期表中的过渡元素

元素周期表中的过渡元素元素周期表是化学中最为重要的工具之一，它按照元素的原子序数排列，将各种元素分类并展示其基本性质。

其中，过渡元素是元素周期表中的一个重要分类。

本文将对过渡元素进行详细的介绍和解析。

一、什么是过渡元素过渡元素，又称过渡金属元素，是指元素周期表中位于d区的元素。

具体来说，它们位于周期表的第4至7周期，并且填充d轨道的电子数量从1至10，即d1至d10。

过渡元素具有一些特殊的性质，使得它们在化学反应和催化过程中起到重要的作用。

二、过渡元素的特性和性质1. 原子结构和电子配置过渡元素的原子结构是它们特殊性质的基础。

由于过渡元素具有填充d轨道的电子，其电子配置比较复杂。

以铁（Fe）为例，其电子配置为 [Ar] 3d^6 4s^2。

可以看出，过渡元素的电子配置中包含了未填满的d轨道和填满的s轨道。

2. 多种化合价和化合物形成过渡元素常常能够形成多种化合价和化合物。

这是因为过渡元素的d轨道中的电子容易发生配位反应，形成不同化合物的结构。

以铜（Cu）为例，它可以形成Cu+和Cu2+两种离子，分别与不同的配体形成多种不同的配合物。

3. 颜色和催化性能过渡元素及其化合物常常具有鲜艳的颜色，这是由于它们的d轨道电子发生跃迁所致。

这种特性使得过渡元素被广泛应用在染料、颜料和催化剂等领域。

例如，钛（Ti）被广泛用于催化剂制备中，而铬（Cr）则用于制造不锈钢。

4. 磁性和电导性由于过渡元素具有未填充的d轨道电子，它们常常表现出良好的磁性和电导性。

例如，铁（Fe）和钴（Co）是常见的磁性材料，可以用于制造磁铁和磁带。

铜（Cu）和银（Ag）则是良好的电导体，广泛用于导线和电路中。

三、过渡元素的应用1. 催化剂过渡元素及其化合物在催化剂制备中具有重要的应用。

催化剂可以加速化学反应速率，降低反应温度和能源消耗。

铂（Pt）和钯（Pd）常被用作催化剂，例如在汽车尾气净化中，它们能将有害气体转化为无害物质。

2. 电池和电子器件过渡元素在电池和电子器件中也发挥着重要的作用。

第二十三章d区金属(一)第四周期d区金属

d 区金属自左至右族氧化态稳定
性下降和低氧化态稳定上升的趋势可以理
解为电子配对和核电荷逐渐增加，对
价层电子控制能力逐渐加大的结果.
Question 1
为什么 p 区元素氧化数的改变往往是不连续的，而 d 区元素往往是连续的？
● p 区元素除了单个 p 电子首先参与成键外，还可依次拆开成
对的 p 电子，甚至 ns2 电子对，氧化数总是增加 2

23-4 钛
概述 23-4-2 钛的重要化合物
23-4-1
23-5 钒
概述 23-5-2 钒的重要化合物
23-5-1
23-6 铬
概述 23-6-2 铬的重要化合物 23-6-3 含铬废水的处理（自学）
23-6-1
23-7 锰
概述 23-7-2 锰的重要化合物
钛合金
镍钛合金
记忆合金
二、钛的化学性质
在酸性溶液中， φAθ(Ti 2+ /Ti )=－1.63V φAθ(TiO2＋/Ti)=－0.88V 从标准电极电势看 , 钛是还原性很强的金属 , 但因在钛的表面容易生成致密的、钝性的氧化物薄膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性，特别是对海水的抗腐蚀力很强。用钛制造的轮船不用涂漆，在海水中也不会生锈。 ①在加热时，能与O2、N2、H2、S和卤素等非金属作用 ②在室温时，与水、稀盐酸、稀硫酸和硝酸都不作用，但能被氢氟酸、磷酸、熔融碱侵蚀。
概述
3、加热煮沸Ti(SO4)2和TiOSO4 Ti(SO4)2+H2O===TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+H2O===H2TiO3↓+H2SO4 4、分离煅烧
H2TiO3===TiO2+H2O 5、碳氯法

元素周期表中的过渡金属元素

元素周期表中的过渡金属元素元素周期表是化学领域中最为基础的工具之一，它将所有已知的化学元素按照一定的规律排列起来。

其中过渡金属元素是周期表中的一类重要元素，它们的性质和应用广泛而深入。

本文将探讨元素周期表中的过渡金属元素及其在生活中的重要性。

一、什么是过渡金属元素过渡金属元素是指周期表中的d区元素，它们的电子结构特点是在最外层电子壳中含有d电子。

这些元素包括铁、铜、锌、铬、钴等，它们在化学反应中具有独特的性质，如高反应活性、多种氧化态等。

过渡金属元素的化学性质使得它们在许多重要的应用中发挥着重要的作用。

二、过渡金属元素的物理性质过渡金属元素的物理性质与其电子结构密切相关。

由于d电子的存在，过渡金属元素具有较高的熔点和沸点，以及较高的硬度和密度。

这些特性使得过渡金属元素在材料科学中的应用广泛，如用于制造高强度的合金和耐高温材料。

三、过渡金属元素的化学性质过渡金属元素的化学性质多样且丰富。

它们通常具有多种氧化态，可以与其他元素形成多种化合物。

这些化合物在催化剂、电池、磁性材料等方面有着广泛的应用。

例如，铁是最常见的过渡金属元素之一，它在生活中的应用非常广泛，如用于制造钢铁、电器、建筑材料等。

四、过渡金属元素的生物学意义过渡金属元素在生物学中也扮演着重要的角色。

例如，铁是血红蛋白中的关键成分，它在输送氧气和维持身体正常功能方面起着至关重要的作用。

锌是许多酶的重要成分，它参与了许多生物化学反应。

过渡金属元素的生物学功能对于人类的健康和生命至关重要。

五、过渡金属元素的应用过渡金属元素在各个领域都有广泛的应用。

在工业上，铁、铜、锌等过渡金属元素用于制造汽车、航空器、电子设备等。

在能源领域，钴、镍等过渡金属元素被用于制造电池和催化剂。

在医学领域，铂等过渡金属元素被用于制造抗癌药物。

过渡金属元素的应用范围广阔，对于人类社会的发展起着重要的推动作用。

六、过渡金属元素的环境影响尽管过渡金属元素在许多领域有重要的应用，但它们的排放和使用也会对环境造成一定的影响。

第十一章 d区元素过渡元素 PPT

11.2.2 钛的化合物
1. 二氧化钛
TiO2有三种晶型(锐钛矿型、板钛矿型、金红石型)，这些都是天然存在的。自然界中金红石是红色或桃红色晶体，有时因含Fe、Nb、Ta、Sn、V等杂质而呈黑色。钛白是经过化学
处理得到的纯净二氧化钛，重要化工原料。 TiO2 具有奇妙
的光电性质，光催化研究热点。
TiF62- + 2H+ + 2H2↑)。
用途：用于航空、舰船、军械兵器、石化、纺织、冶金等；用于接骨和制作人工关节，所以钛被誉为“生物金属”。
采用还原法从TiO2制备“海绵钛”。
1、制备TiCl4原料。
TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g)
TiO2(s) + 2Cl2(g) + C(s) = TiCl4(g)+2CO(g) 2、800～900oC下还原TiCl4。 TiCl4(l) + 2Mg = 2MgCl2(s) + Ti 故称“海绵钛”。
2TiO2+ + Zn + 4H+ = 2Ti3+ + Zn2+ 2H2O
在Ti(IV)的酸性溶液中加入过氧化氢，形成Ti与H2O2的配合物而显橙色：
TiO2+ + H2O2→[TiO(H2O2)]2+
利用这一性质可用来进行钛和过氧化氢的鉴定。
3. 三氯化钛
物性：水合Ti(H2O)6Cl3紫色晶体制备：在酸性溶液中，用Zn还原TiO2+： 2TiO2+ + Zn + 4H+ = 2Ti3+ + Zn2+ + 2H2O 还原性：还原能力比Sn2+还强 Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+ (可用作含钛试样的钛含量测定)

第19章d区金属(一)第四周期d区金属

1
FeTiO3 + 2H2SO4 === TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O D TiOSO4 + 2H2O H2TiO3↓+ H2SO4 D H2TiO3 TiO2 + H2O 从热力学原理看： TiO2(s) + 2Cl2(g) === TiCl4(g) + O2(g)
ห้องสมุดไป่ตู้反应不自发
而
TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) === TiCl4(g) + 2CO(g)
Δ r H θ = -72.4 kJ × mol -1
θ Δ r S = 0.220 kJ × K -1 × mol -1
若 T＝1000K 时
θ 1 ∆ rG ＝－292.4kJ∙mol ＜0
n+ O2 2－→M 的荷移跃迁。
19.2 Sc2O3 在哪些性质上与 Al2O3 相似，为什么？
3+ 3+ 答：（1）都为碱性氧化物。在 Sc 、Al 溶液中加碱得水合氧化物 M2O3·nH2O(M=Sc、Al)。 3+ （2）其水合氧化物都是两性的，溶于浓碱 NaOH 得 Na3[M(OH)6]，溶于酸得到 M 盐，其水
D r H θ = 148 . 9 kJ × mol -1
θ D r S = 0 . 041 kJ × K -1 × mol -1
，
θ θ θ 若 T＝2000K 时，根据∆ rG ＝∆ rH T∆ rS θ 1 则∆ rG ＝66.9kJ∙mol ＞0
反应可自发
19.4 根据以下实验说明产生各种现象的原因并写出有关反应方程式。（1）打开装有四氯化钛的瓶塞，立即冒白烟；（2）向此瓶中加入浓盐酸和金属锌时，生成紫色溶液；（3）缓慢地加入氢氧化钠至溶液呈碱性，则析出紫色沉淀；（4）沉淀过滤后，先用硝酸，然后用稀碱溶液处理，有白色沉淀生成。解：（1）TiCl4 在潮湿空气中易发生水解，产生的白色的二氧化钛的水合物 TiO2∙nH2O。 TiCl4 + 3H2O === H2TiO3↓+ 4HCl 或 TiCl4 + 2H2O == TiO2+ 4HCl （2）2TiCl4 + Zn === 2TiCl3 + ZnCl2

第二十三章 d区金属(一)

第二十三章 d区金属
§23-1 引言 §23-2 第一过渡系元素性质
§23-4 钛
§23-5 钒 §23-6 铬 §23-7 锰
§23-8 铁钴镍
23-1 引言
一:过渡元素在周期表中的位臵
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅧB Fe Co Ni ⅠB ⅡB Cu Zn
第一过 Sc 渡系
第二过渡系
23-6-1 铬分族概述
一：常见氧化态(C级重点掌握)
价态 +Ⅱ 酸性介质 Cr2+(蓝色 ) 碱性介质不稳定 +Ⅲ Cr3+(紫色) CrO2-(绿色) +Ⅵ Cr2O72-(橙红) CrO42-(黄色)
Байду номын сангаас
二:单质铬的性质(C级掌握) 铬与稀盐酸,稀硫酸反应先产生兰色溶液,后被空气氧化变为绿色. Cr+2HCl==CrCl2+H2 4CrCl2+4HCl+O2==4CrCl3+2H2O
23-6.1:在三份Cr2(SO4)3溶液中分别加入下列溶液,得到的主要产物是(C级重点掌握) (1)加入Na2S得到； (2)加入Na2CO3得到； (3)加入NaOH得 ;加入过量NaOH得 . 解:(1)加入Na2S得到Cr(OH)3和H2S； (2)加入Na2CO3得到Cr(OH)3和CO2； (3)加入NaOH得Cr(OH)3；加入过量NaOH 得CrO2-。
b。2TiCl4+Zn==2TiCl3(紫色)+ZnCl2
c。TiCl3+3NaOH==Ti(OH)3(紫色)+3NaCl d。3Ti(OH)3+HNO3==3TiO2++NO+H2O TiO2++2OH-+H2O==Ti(OH)4↓(白色)

第23章 d区金属(一)第四周期d区金属

碱性
同一过渡系内各元素的最高氧化态的氧化物及水合物，从左到右碱性减弱，酸性增强。 Sc2O3 强碱 TiO2 两性 CrO3 酸性 Mn2O7 强酸
同族元素，自上而下各元素相同氧化态的氧化物及其水合物，通常是酸性减弱，碱性增强。 H2CrO4 中强酸 H2MoO4 弱酸 H2WO4 两性偏酸性
向钒酸盐溶液中加酸，使pH值逐渐下降，生成不同缩合度的多钒酸盐，溶液颜色由无色到黄色，再到深红。 VO43- + 2H+ 2HVO42- V2O74- + H2O (pH≥13) 2V2O74- + 6H+ 2V3O93- + 3H2O (pH≥8.4) 10V3O93- + 12H+ 3V10O286- + 6H2O (8>pH>3) 溶液转为酸性后，缩合度就不改变，直到十钒酸盐为止，
白色粉末(钛白粉)，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于
氢氟酸和热的浓硫酸中。 TiO2+6HF ＝ H2TiF6 +2H 2O
TiO2+2H2SO4＝Ti(SO4)2+2H 2O
TiO2+H2SO4＝TiOSO4+H2O 二氧化钛的水合物为钛酸 H2TiO3 或 Ti(OH)4 ，其 α 型活性大，既溶于酸也溶于碱而具有两性。 TiO2 +BaCO3＝BaTiO2+CO2
它们的(n-1)d和ns轨道能级的能量相差很小，d电子也可部分或全部作为价电子参加成键。一般有由+2价直到与族数相同的氧化态(VIII族例外)。
三、最高氧化态氧化物及其水合氧化物的酸碱性
同种元素，不同氧化态的氧化物，其酸碱性随氧化数的降低酸性减弱，碱性增强。