高考--常考元素--铬、钼、钨

高考--常考元素--铬副族（铬、钼、钨）

内容

1、铬及其化合物

2、钼、钨及其化合物

铬族元素（Ⅵ B）: 铬Cr，钼Mo，钨W 常见氧化数：铬+3，+6 钼，钨+6

一：铬的单质

铬的单电子多，金属键强，决定了金属铬的熔点高达1907 Ⅵ，沸点高达2671 Ⅵ，也决定了金属铬的硬度极高，是硬度最高的金属。铬是银白色金属，熔、沸点高，硬度大(硬度最大的金属) 。含铬12%的钢称为“不锈钢”。在室温条件下，铬的化学性质稳定，在潮湿空气中不会被腐蚀，保持光亮的金属光泽。高纯度的铬可以抵抗稀硫酸的侵蚀，与硝酸甚至王水作用会使铬钝化。升高温度，铬的反应活性增强，可与多种非金属，如X2，O2，S，C，N2等直接化合，一般生成Cr（Ⅵ）化合物。

铬可缓慢溶于稀酸中，形成蓝色Cr2+：Cr + 2HCl —— CrCl2（蓝色）+ H2↑

Cr还能与热浓硫酸反应：2Cr + 6H2SO4(热浓)＝Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Cr（Ⅵ）的还原性很强，在空气中迅速被氧化成绿色的Cr（Ⅵ）：

4 CrCl2+ 4HCl + O2—— 4 CrCl3（绿色）+ 2 H2O

金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4 制取，用焦炭还原可制得铬铁合金：

FeCr2O4 + 4 C —— Fe + 2Cr + 4 CO↑ 该合金可用于制造不锈钢。

如果要制取不含铁的铬单质，可将铬铁矿与碳酸钠的混合物加强热，从而生成水溶性的铬酸盐和不溶性的Fe2O3：

4 FeCr2O4 + 8 Na2CO3+ 7 O2 —— 8 Na2CrO4+ 2 Fe2O3+ 8 CO2↑

之后用水浸取出Na2CrO4，酸化析出重铬酸盐。

使重铬酸盐与碳共热还原而得Cr2O3：

Na2Cr2O7 + 2 C —— Cr2O3 + Na2CO3 + CO↑

然后用铝热法还原Cr2O3得到金属铬：Cr2O3 + 2 Al —— 2 Cr + Al2O3

也可以用硅还原Cr2O3 制取金属铬：2Cr2O3 + 3 Si —— 4 Cr + 3 SiO2

制备流程图

二、Cr Ⅵ 的化合物

（1）氧化物

三氧化二铬（Cr2O3）为深绿色固体，熔点很高，难溶于水，常用作绿色染料，俗称铬绿。其制备方程式：4Cr + 3O2＝2Cr2O3(NH4)2Cr2O7＝Cr2O3 + N2 + 4H2O

Cr2O3是绿色固体，微溶于水，可作染料，俗称铬绿，具有刚玉结构，熔点高(2708K)。

与Al2O3相似，Cr2O3具有两性，可溶于酸：

Cr2O3 + 3 H2SO4 —— Cr2（SO4）3 + 3 H2O

也可溶于强碱：Cr2O3+ 2 NaOH —— 2 Na[Cr（OH）4] + H2O

高温灼烧过的Cr2O3对酸和碱均为惰性，需与熔矿剂K2S2O7共熔才能转为可

溶盐: Cr2O3+ 3 K2S2O7 —— Cr2 SO4 3 + 3 K2SO4

Cr2O3 + 6 KHSO4 —— Cr2 SO4 3 + 3 K2SO4+ 3 H2O

（2）氢氧化物

向Cr3+ 盐的溶液中加入适量NaOH溶液，生成灰蓝色Cr（OH）3沉淀。

与Al（OH）3相似，Cr（OH）3具有两性，与酸碱均可以发生反应：

Cr（OH）3 + 3 H+ —— Cr3+ + 3 H2O

Cr（OH）3 + OH− —— [Cr（OH）4]−

Cr（OH）3在水中存在如下平衡：

水合氯化铬受热脱水时水解: CrCl3 • 6 H2O —— Cr（OH）Cl2 + 5 H2O + HCl

Cr3+在Na2CO3或Na2S 等碱性溶液中水解：

Cr3++ 3 S2－+ 3 H2O —— Cr（OH）3+ 3HS–

2 Cr3++

3 S2－+ 6 H2O —— 2 Cr（OH）3+ 3 H2S↑

Cr3++ 3 CO32－+ 3 H2O —— Cr（OH）3+ 3 HCO3–

2 Cr3++

3 CO32－+ 6 H2O —— 2 Cr（OH）3+ 3 CO2↑ + 3 H2O

3 Cr（Ⅵ）的还原性

在碱性溶液中，Cr(III)主要以亚铬酸盐形式存在，具有较强的还原性，易被氧化为黄色的CrO42– 。：

2Cr（OH）3+ 3 I2 + 10 OH–—— 2 CrO42– + 6 I– + 8 H2O

2Cr（OH 4）– + 3 H2O2 + 2 OH– ——2 CrO42–+ 8 H2O

在酸性溶液中Cr(III)主要以Cr3+的形式存在，还原性较弱，只有强氧化剂才能将它氧化为橙红色的Cr2O72–。：

Cr2O72− + 14H+ + 6 e —— 2 Cr3+ + 7 H2O

故在酸中需要氧化剂方可将Cr（Ⅵ ）氧化到Cr（VI）：

10 Cr3+ + 6 MnO4– + 11H2O —— 5 Cr2O72–+ 6 Mn2+ + 22 H+

（3）Cr（Ⅵ）的化合物

Cr（VI）的主要存在形式有以下4 种：

CrO42－Cr2O72－CrO3CrO2Cl2

黄色橙色红色深红色

其中：CrO3为针状结晶。

K2CrO4 :黄色晶体，K2Cr2O7: 橙红色晶体(红矾钾)。

K2Cr2O7: 不易潮解，不含结晶水，化学分析中的基准物。

向铬酸盐溶液中加入酸，溶液由黄色变为橙红色;

向重铬酸盐溶液中加入碱，溶液由橙红色变为黄色。

当pH＝11 时：Cr(Ⅵ) 几乎100％以CrO42-形式存在；

当pH＝1.2 时：其几乎100％以Cr2O72-形式存在。

CrO42–与Cr2O72–之间的相互转化：

2 CrO42－+ 2 H+ —— Cr2O72－+ H2O

向K2Cr2O7 饱和溶液中加入过量浓H2SO4

即得到铬酸洗液，同时有CrO3红色针状晶体析出：

K2Cr2O7 + 2H2SO4（浓）—— 2 KHSO4+ 2 CrO3+ H2O

CrO22+称为铬氧基或铬酰基，CrO2Cl2是深红色液体，像溴，易挥发。

将浓滴加H2SO4 K2Cr2O7和KCl 粉末混合物，加热则有CrO2Cl2（氯化铬酰）挥发出来：

K2Cr2O7 + 4 KCl + 3 H2SO4（浓）—— 2 CrO2Cl2+ 3 K2SO4 + 3 H2O

CrO2Cl2（氯化铬酰）易水解：2 CrO2Cl2 + 3 H2O —— H2Cr2O7 + 4HCl

H2CrO4只存在于水溶液中，它的酸性较强（中强酸）：

H2CrO4 —— H+ + HCrO4－（可逆）

CrO3 是H2CrO4的酸酐。

（1）氧化性

重铬酸盐（Cr2O72-）在酸性溶液中是强氧化剂。可以将HBr，HI，H2S，H2SO3等氧化：