铬副族和锰副族PPT演示文稿
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Cr2O3 + 2 NaOH ——
2 Naห้องสมุดไป่ตู้C（r 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 ——
Cr（2 SO4）3 + 3 K2SO4
Cr2O3 + 6 KHSO4 ——
Cr（2 SO4）3 + 3 K2SO4 + 3 H2O
21－1 铬及其化合物
21 － 1 － 1 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 ℃，沸点高达 2671 ℃，也决 定了金属铬的硬度极高，是硬度最高的金属。
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。
第 21 章 铬副族和锰副族
主要内容
1 铬及其化合物 2 钼、钨及其化合物 3 锰及其化合物 4 锝、铼及其化合物
铬族（Ⅵ B）:
铬 Cr，钼 Mo，钨 W
价电子层结构:
铬 ，钼 （ n−1）d5ns1
钨
5d46s2
常见氧化数：
铬 +3， +6
钼，钨 +6
铬 Cr
主要矿物是铬铁矿 F（e CrO2）2，在地壳中的质
紫色 浅绿色 深绿色
若 [C（r H2O）6]3+ 内界中的 H2O 逐步被 NH3
取代后，配离子颜色变化：
[C（r H2O）6]3+ 紫
NH4+ NH3
[C（r NH）3 （2 H2O）4]3+ 紫红
[C（r NH3）6]3+ 黄
NH4+ NH3
[Cr（NH3）（5 H2O）]3+ 橙黄
NH4+ NH3
NH4+ NH3
[C（r NH）3 （3 H2O）3]3+
浅红
NH3 [C（r NH3）（4 H2O）2]3+
NH4+
橙红
必须注意的是，Cr3+ 形成氨配合物的反 应并不完全，故分离 Al3+ 和 Cr3+ 时并不采 用 NH3•H2O 生成配合物的方法。
Al3+， Cr3+
NH3•H2O，H2O2
量分数为 0.01 %, 列第 21 位。
钼 Mo 主要矿物是辉钼矿 MoS2，在地壳中的质量分 数为 1.5 10－4 % 。
钨W
主要矿物是，黑钨矿（Fe，Mn）WO4，白钨矿
CaWO4 ，在地壳中的质量分数为 1 10－4 %。
锰族（VII B）：
锰 Mn，锝 Tc，铼 Re
价电子层结构: （n−1）d5ns2
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
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（Ⅲ）化合物。
铬可缓慢溶于稀酸中，形成蓝色 Cr2+： Cr + 2 HCl —— CrCl2 + H2↑
Cr（Ⅱ）的还原性很强，在空气中迅速 被氧化成绿色的 Cr（Ⅲ）：
4 CrCl2 + 4 HCl + O2 —— 4 CrCl3 + 2 H2O
21－1－2 C（r Ⅲ）的化合物
1 氧化物和氢氧化物
（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。
与 – Al2O3 相似，Cr2O3 具有两性，可 溶于酸：
Cr2O3 + 3 H2SO4
—— Cr（2 SO4 ）3 + 3 H2O
也可溶于强碱：
（2） 氢氧化物 向 Cr3+ 盐的溶液中加入适量 NaOH 溶
液，生成灰蓝色 C（r OH）3 沉淀。 与 A（l OH）3 相似， C（r OH）3 具有两性，
与酸碱均可以发生反应：
C（r OH）3 + 3 H+ —— Cr3+ + 3 H2O
C（r OH）3 + OH− —— [C（r OH）4]−
常见氧化数： 锰 +2，锝，铼 +7
本族中，自上而下高氧化态的稳定性 递增，低氧化态的稳定性递减。
锰 Mn 主要矿物是软锰矿 MnO2，黑锰矿 Mn2O3 和 方锰矿 MnO 以及 MnCO3，在地壳中的质量 分数为 9.5 ×10 −2 % 。
锝 Tc 是第一种人造元素，在自然界尚未发现。
铼 Re 是最后一种被发现的非人造金属元素，在地壳 中的质量分数为 4 ×10 −8 %，属于稀有分散元素。
A（l OH）3
CrO42－
A（l OH）3 + 3 H+ —— Al3+ + 3 H2O
CrO42– + Ba2+ —— BaCrO4
其他重要的 C（r Ⅲ）化合物或配位化合物：
CrF3
绿
CrBr3 深绿
CrCl3 紫
CrI3
深绿
C（r NO3）3 绿
Cr（2 SO）4 3 棕红
K2SO4 • Cr（2 SO4 ）3 • 24 H2O 紫色 K2SO4 • Al（2 SO4 ）3 • 24 H2O
CrCl3•6H2O 是配位化合物，由于内界 的配体不同而有不同的颜色：
[C（r H2O）6]Cl3 [C（r H2O）5Cl]Cl2 • H2O [C（r H2O）4Cl2]Cl • 2H2O
C（r OH）3 在水中存在如下平衡： Cr3+ + 3 OH– —— Cr（OH）3
H+ + CrO2– + H2O
——
2 盐类和配合物
Cr（Ⅲ）与相应 Al（Ⅲ）盐的结晶水个 数相同：
CrCl3 • 6 H2O
AlCl3 • 6 H2O
Cr（2 SO4）3 • 18H2O 紫色 Al（2 SO4）3 • 18 H2O
2 Naห้องสมุดไป่ตู้C（r 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 ——
Cr（2 SO4）3 + 3 K2SO4
Cr2O3 + 6 KHSO4 ——
Cr（2 SO4）3 + 3 K2SO4 + 3 H2O
21－1 铬及其化合物
21 － 1 － 1 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 ℃，沸点高达 2671 ℃，也决 定了金属铬的硬度极高，是硬度最高的金属。
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。
第 21 章 铬副族和锰副族
主要内容
1 铬及其化合物 2 钼、钨及其化合物 3 锰及其化合物 4 锝、铼及其化合物
铬族（Ⅵ B）:
铬 Cr，钼 Mo，钨 W
价电子层结构:
铬 ，钼 （ n−1）d5ns1
钨
5d46s2
常见氧化数：
铬 +3， +6
钼，钨 +6
铬 Cr
主要矿物是铬铁矿 F（e CrO2）2，在地壳中的质
紫色 浅绿色 深绿色
若 [C（r H2O）6]3+ 内界中的 H2O 逐步被 NH3
取代后，配离子颜色变化：
[C（r H2O）6]3+ 紫
NH4+ NH3
[C（r NH）3 （2 H2O）4]3+ 紫红
[C（r NH3）6]3+ 黄
NH4+ NH3
[Cr（NH3）（5 H2O）]3+ 橙黄
NH4+ NH3
NH4+ NH3
[C（r NH）3 （3 H2O）3]3+
浅红
NH3 [C（r NH3）（4 H2O）2]3+
NH4+
橙红
必须注意的是，Cr3+ 形成氨配合物的反 应并不完全，故分离 Al3+ 和 Cr3+ 时并不采 用 NH3•H2O 生成配合物的方法。
Al3+， Cr3+
NH3•H2O，H2O2
量分数为 0.01 %, 列第 21 位。
钼 Mo 主要矿物是辉钼矿 MoS2，在地壳中的质量分 数为 1.5 10－4 % 。
钨W
主要矿物是，黑钨矿（Fe，Mn）WO4，白钨矿
CaWO4 ，在地壳中的质量分数为 1 10－4 %。
锰族（VII B）：
锰 Mn，锝 Tc，铼 Re
价电子层结构: （n−1）d5ns2
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
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（Ⅲ）化合物。
铬可缓慢溶于稀酸中，形成蓝色 Cr2+： Cr + 2 HCl —— CrCl2 + H2↑
Cr（Ⅱ）的还原性很强，在空气中迅速 被氧化成绿色的 Cr（Ⅲ）：
4 CrCl2 + 4 HCl + O2 —— 4 CrCl3 + 2 H2O
21－1－2 C（r Ⅲ）的化合物
1 氧化物和氢氧化物
（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。
与 – Al2O3 相似，Cr2O3 具有两性，可 溶于酸：
Cr2O3 + 3 H2SO4
—— Cr（2 SO4 ）3 + 3 H2O
也可溶于强碱：
（2） 氢氧化物 向 Cr3+ 盐的溶液中加入适量 NaOH 溶
液，生成灰蓝色 C（r OH）3 沉淀。 与 A（l OH）3 相似， C（r OH）3 具有两性，
与酸碱均可以发生反应：
C（r OH）3 + 3 H+ —— Cr3+ + 3 H2O
C（r OH）3 + OH− —— [C（r OH）4]−
常见氧化数： 锰 +2，锝，铼 +7
本族中，自上而下高氧化态的稳定性 递增，低氧化态的稳定性递减。
锰 Mn 主要矿物是软锰矿 MnO2，黑锰矿 Mn2O3 和 方锰矿 MnO 以及 MnCO3，在地壳中的质量 分数为 9.5 ×10 −2 % 。
锝 Tc 是第一种人造元素，在自然界尚未发现。
铼 Re 是最后一种被发现的非人造金属元素，在地壳 中的质量分数为 4 ×10 −8 %，属于稀有分散元素。
A（l OH）3
CrO42－
A（l OH）3 + 3 H+ —— Al3+ + 3 H2O
CrO42– + Ba2+ —— BaCrO4
其他重要的 C（r Ⅲ）化合物或配位化合物：
CrF3
绿
CrBr3 深绿
CrCl3 紫
CrI3
深绿
C（r NO3）3 绿
Cr（2 SO）4 3 棕红
K2SO4 • Cr（2 SO4 ）3 • 24 H2O 紫色 K2SO4 • Al（2 SO4 ）3 • 24 H2O
CrCl3•6H2O 是配位化合物，由于内界 的配体不同而有不同的颜色：
[C（r H2O）6]Cl3 [C（r H2O）5Cl]Cl2 • H2O [C（r H2O）4Cl2]Cl • 2H2O
C（r OH）3 在水中存在如下平衡： Cr3+ + 3 OH– —— Cr（OH）3
H+ + CrO2– + H2O
——
2 盐类和配合物
Cr（Ⅲ）与相应 Al（Ⅲ）盐的结晶水个 数相同：
CrCl3 • 6 H2O
AlCl3 • 6 H2O
Cr（2 SO4）3 • 18H2O 紫色 Al（2 SO4）3 • 18 H2O