无机化学(3版)课件13-3 铬族元素
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无机化学第三版13章PPT课件
.
38
铍和铝的相似性
金属单质
都是易钝化的 都是两性金 都能溶于酸 属
都能溶于碱并 其碱土金属均
放出氢气
非两性
卤化物
无水的三氯化 都是桥连而 物都是共价化 二聚体 合物、沸点低 易升华。
水合卤化物受 热均会发生水 解
氢氧化物
都难溶于水 都为两性氢 氧化物
.
39
13.3 镓、铟、铊
• 13.1镓、铟、铊单质
.
33
氢氧化铝：Al(OH)3
两性： Al(OH)3+ 3H+ Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH- [Al(OH)4]在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-
AlO
2或AlO
3 3
泡沫灭火器
Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
.
22
脱水
干燥的空气中易风化失水，受热失去结晶水，加 热至300-450℃形成无水硼酸钠。
Na 2B4O7 10H2O 878 B2O3 2NaBO 2 10H 2O
.
23
硼砂的硼砂珠实验
Na 2B4O7 CoO Co(BO 2 )2 2NaBO 2 (蓝色) Na 2B4O7 NiO Ni(BO 2 )2 2NaBO 2 (棕色)
硼的同素异形体
无定形硼
棕色粉末
化学活性大
共同点
晶形硼 黑灰色 硬度大
熔、沸点都很高
.
3
.
4
.
5
硼的化学性质
晶态硼的化学反应活性很低，无定形硼则比较 活泼。常温时，硼能与氟气反应；高温下硼能与 氮气、氧气、硫、氯气、碘等单质反应：
无机化学 铬单质及化合物的性质 PPT课件
A（l OH）3
CrO42－
20. 3. 6. Cr（III）和 A（l III）性质的比较
Cr（III）和 A（l III）的性质 有许多相似之处。
绿色的 Cr2O3 与 - Al2O3 相似，既溶于酸，也溶于碱。
Cr2O3 + 3 H2SO4 —— Cr（2 SO4）3 + 3 H2O
高温时灼烧过的 Cr2O3，对酸 和碱均为惰性，需与熔矿剂 K2S2O7 共熔，才能转入溶液中。
20. 1 铬单质
铬在自然界中以铬铁矿 Fe（CrO2）2 形式存在。
铬不列为稀有元素。
铬是银白色金属。 由于铬的单电子多，金属键 强，故硬度及熔点均高。 铬是硬度最高的过渡金属。
Cr3+ + 3 e－ Cr2+ + 2 e－
Cr E ⊖ = － 0.744 V Cr E ⊖ = － 0.913 V
主族元素与过渡元素的电子层结 构有着显著的差别。所以，Cr（III）和 A（l III）的性质又有许多不同点。
铝是主族元素，不易形成配位化 合物，A（l III）只能形成稳定的螯合物。
如 EDTA 螯合物、8 － 羟基喹啉 螯合物等。
Cr3+ 属于过渡金属离子，易形成 配位化合物。
A（l III）的化合物无色，因为Al 没有 d 电子，没有 d – d 跃迁。
多种 Cr（II）水合盐类可由水溶 液中结晶得出。
如 CrSO4 ·5H2O，CrCl2 ·4H2O， CrBr ·6H2O，C（r ClO4）2·6H2O 和 Cr（CH3COO）2 ·2H2O
其中醋酸亚铬最稳定且最易于制 取。
将 CrCl2 溶液与较浓的醋酸反应， 即可得到红色微溶物醋酸亚铬。
无机化学 过渡元素-13.1过渡元素概述
过渡元素及化合物有催化特性
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
多数过渡元素的原子或离子有 未成对电子，所以具有顺磁性
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
多数过渡元素的原子或离子有 未成对电子，所以具有顺磁性
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
无机化学-钒和铬分族
Dawson
Paratungstate B
[X2M18O62]n−
[H2M12O42]10− [M12O40(OH)2]10−
Anderson [XM6O24]n−
[W200Co8O660]
Strandberg
[HP2Mo5O23]4-
Polyoxometalate anions can be prepared by carefully adjusting pH and concentrations.
CrO42－+H2O C－ rO42－+Br
Cr3+
还氧 原化
剂
OH－ H+
Cr(OH)3↓灰蓝
OH－ H+
CrO2－
([Cr(OH)4]-)
氧
化 剂
H2O
OH－
2
Cr2O7－ + H2O
2H+ + 2 CrO42－
H+
Cr2O72－+H+
I－
H2S H2SO3 Fe2+
Cl－ NO2－
Cr3++ I2 + H2O Cr3++ S↓+ H2O
ⅥB 铬 Cr 3d54s1 钼 Mo 4d55s1 钨 W 5d46s2
铬在自然界存在
FeO·Cr2O3 或 FeCrO4铬铁矿
辉钼矿MoS2
(Fe、Mn)WO4黑钨矿 CaWO4白钨矿
12.2.3 氧化态与氧化还原性
V
离子色彩丰富：V2+紫、 V3+绿 、VO2+兰、 VO2+、 VO3－黄 酸根极易聚合：V2O7 4－ 、V3O9 3－ 、V10O286－ pH下降，聚合 度增加，颜色从无色→黄色→深红，酸度足够大时为VO2+
无机化学——过渡元素
Cr2O72-+14H++6Fe2+＝2Cr3++6Fe3++7H2O 此反应在分析化学中用来测定铁。
3CH3CH2OH+2K2Cr2O7+8H2SO4＝3CH3COOH+
2K2SO4+2Cr2(SO4)3+11H2O 应用于检验酒后开车。检验过氧化氢的存在,生成Cr(O2)2O。 实验室中常用的铬酸洗液是用热的饱和重铬酸钾溶液与浓硫
V2O5：为两性偏酸性的氧化物，是一种重要的催化剂。 2NH4VO3＝V2O5+2NH3+H2O V2O5+Ca＝V+CaO V2O5+NaOH＝Na3VO4+3H2O V2O5+6HCl＝2VOCl2+Cl2+H2O VO2++Fe2++H+＝VO2++Fe3++H2O 2VO2++C2O42-+4H+＝2VO2++2CO2+2H2O
三、Zr和Hf的分离 钾和铵的氟锆酸盐和氟铪酸盐在溶解度上有明显的差别，可利 用此性质来分离Zr和Hf。
金属钛
钛
钛合金
钛合金
镍钛合金
镍钛合金
蓝宝石含钛刚玉
蓝 宝 石 含 钛 刚 玉
四、金属钛的制备
工业上常用FeTiO3为原料来制金属钛 1、矿石中含有FeO、Fe2O3杂质,先用浓硫酸处理
FeTiO3+3H2SO4＝FeSO4+Ti(SO4)2（TiOSO4）+3H2O FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+3H2O 2、加入单质铁把Fe3+离子还原为Fe2+离子，冷却至273K以下 使FeSO4·7H2O结晶析出。加热煮沸Ti(SO4)2和TiOSO4 TiOSO4 (TiOSO4)+ H2O ＝H2TiO3↓+H2SO4 3、分离煅烧 H2TiO3＝TiO2+H2O 4、碳氯法 TiO2+2C+2Cl2＝TiCl4+2CO 5、在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4可得海棉钛，再 经熔融制得钛锭。TiCl4+2Mg＝2MgCl2+Ti
3CH3CH2OH+2K2Cr2O7+8H2SO4＝3CH3COOH+
2K2SO4+2Cr2(SO4)3+11H2O 应用于检验酒后开车。检验过氧化氢的存在,生成Cr(O2)2O。 实验室中常用的铬酸洗液是用热的饱和重铬酸钾溶液与浓硫
V2O5：为两性偏酸性的氧化物，是一种重要的催化剂。 2NH4VO3＝V2O5+2NH3+H2O V2O5+Ca＝V+CaO V2O5+NaOH＝Na3VO4+3H2O V2O5+6HCl＝2VOCl2+Cl2+H2O VO2++Fe2++H+＝VO2++Fe3++H2O 2VO2++C2O42-+4H+＝2VO2++2CO2+2H2O
三、Zr和Hf的分离 钾和铵的氟锆酸盐和氟铪酸盐在溶解度上有明显的差别，可利 用此性质来分离Zr和Hf。
金属钛
钛
钛合金
钛合金
镍钛合金
镍钛合金
蓝宝石含钛刚玉
蓝 宝 石 含 钛 刚 玉
四、金属钛的制备
工业上常用FeTiO3为原料来制金属钛 1、矿石中含有FeO、Fe2O3杂质,先用浓硫酸处理
FeTiO3+3H2SO4＝FeSO4+Ti(SO4)2（TiOSO4）+3H2O FeO+H2SO4＝FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4＝Fe2(SO4)3+3H2O 2、加入单质铁把Fe3+离子还原为Fe2+离子，冷却至273K以下 使FeSO4·7H2O结晶析出。加热煮沸Ti(SO4)2和TiOSO4 TiOSO4 (TiOSO4)+ H2O ＝H2TiO3↓+H2SO4 3、分离煅烧 H2TiO3＝TiO2+H2O 4、碳氯法 TiO2+2C+2Cl2＝TiCl4+2CO 5、在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4可得海棉钛，再 经熔融制得钛锭。TiCl4+2Mg＝2MgCl2+Ti
无机化学课件：第十三章 过渡元素
铬族元素
全水将解含为有Cr[2COr3(·OxHH2)O4]沉- 水淀溶 液 加 热 煮 沸 ， 可 完
在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-有强还原性2，例如：
2[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH→2CrO4 +8H2O
（亮绿）
（黄）
在酸性溶液中，Cr3+需用很强氧化剂 ，如
S2O82-（过二硫酸根）才能将其氧化：
Na2TiO3+2H2O → H2TiO3+2NaOH
TiOSO4+2H2O → H2TiO3+H2SO4
钛族、钒族元素
（气3）和T焦iC炭l4 高最温重反要应的而Ti得卤。化物，通常同TiO2、氯 结为构共：价Ti化Cl合4中物T。i取sp3杂化，形成正四面体构型，
性质：常温下为无色液体（熔点- 23.2℃，沸点
BaCO3+TiO2 → BaTiO3+CO2
TiOSO4为白色粉末，可溶于冷水，在溶液或晶 体中实际上不存在简单的钛酰离子TiO2+，而是以
TiO2+聚合形成的金属齿状长链（TiO）n2n 形式存在。
在晶体中，这种长键彼此间由SO
连接2 起来。 4
两类盐都水解（因TiO2酸碱性均很弱），形成白 色偏钛酸（H2
许多过渡元素及其化合物具有独特的催化 性能，催化作用表现为两方面，一是反应过程 中，过渡元素可形成不稳定的配合物，这是配 合物作为中间产物可起到配位催化作用；二是 接触催化：过渡元素通过提供适宜的反应表面， 如V2O5催化制H2SO4。 （九）磁性
多数过渡元素的原子或离子有未成对电子， 所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距μ越 大。
第二过渡 系元素
《无机化学》第3版 宋天佑 21 铬副族元素和锰副族元素
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
PbCrO4 + 4 OH- —— [Pb（OH）4]2- + CrO42－
PbCrO4 在盐酸和硫酸中转化为 另一种沉淀：
2 PbCrO4 + 2 H2SO4 —— 2 PbSO4 + Cr2O72－ + 2H+ + H2O
2 PbCrO4 + 4 HCl —— 2 PbCl2 + Cr2O72－ + 2H+ + H2O
③ 重铬酸钾的生成
在 Na2Cr2O7 溶液中加入KCl： Na2Cr2O7 + 2 KCl —— K2Cr2O7 + 2 NaCl
21. 2. 4 钼和钨
1. 钼和钨的单质 钼、钨都是高熔点、沸点的 重金属，可用于制作特殊钢。
钨是所有金属中熔点最高的， 故被用作灯丝。
钼、钨都能溶于硝酸和氢氟 酸的溶液中，但钨的溶解非常慢。
Ag2CrO4 溶于硝酸，在盐酸、硫酸 和 NaOH 溶液中发生沉淀转化：
2 Ag2CrO4 + 4 HCl —— 4 AgCl + Cr2O72－ + 2H+ + H2O
Ag2CrO4 + 2 OH− —— Ag2O + CrO42－ + H2O
铬族元素
13-3-2 铬的重要化合物
主要氧化物和氧化物的水合物 氧
主要氧化数 最常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状态
化 颜色 数 酸碱性 增 蓝 大 碱性 ， 绿 化 两性 合 灰绿 物 暗红 酸 橙红 性 酸性 增 黄 强
+2 +3 +6
Cr(OH)2 Cr2O3 Cr(OH)3 CrO3 H2Cr2O7 H2CrO4
三氧化二铬(Cr2O3)——铬绿 三氧化二铬 铬绿
Fe(CrO2)2
MoS2 白钨矿
CaWO4
元 素
铬(Cr)
银白色金属， 铬 银白色金属，熔、沸点高，硬度是所有 沸点高， 金属中最大的 常温下因表面有致密的氧化膜， 常温下因表面有致密的氧化膜，在空气 或水中稳定， 或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀 HCl或稀 2SO4 或稀H 或稀
Cr + 2H+ → Cr2+ + H2
常见的铬盐易溶于水
铬(Ⅲ)盐 Ⅲ盐
紫色 CrCl3·6H2O 六水合氯化铬 或绿色 十八水合硫酸铬 Cr2(SO4)3·18H2O 紫色 KCr(SO4)2·12H2O 蓝紫色 铬钾矾 CrCl3溶液的颜色随温度 、c(Cl-)而变 溶液的颜色随温度(T) 而变 冷、稀CrCl3溶液中 T 、c(Cl-) [CrCl(H2O)5]2+ [Cr(H2O)6]3+ [CrCl2(H2O)4]+ 绿色 紫色
4 4 2
⊖
酸性溶液中， 酸性溶液中， Cr2O 有强氧化性 2− 碱性溶液中， 碱性溶液中， CrO 4 无氧化性 酸性溶液中， Cr3+稳定 酸性溶液中， 碱性溶液中， 碱性溶液中， [Cr(OH)4]-有还原性 无论酸性或碱性溶液， Ⅱ 均不稳定 无论酸性或碱性溶液，Cr(Ⅱ)均不稳定
无机化学课件第十三章
Pb（5 VO4）3Cl 等。
在地壳中的质量分数为 0.016 %，列第 19 位。
铌 Nb，钽 Ta ： 它们在自然界中的丰度分别为 2.0 × 10－3 % 和 2 × 10－4 %。
由于化学性质相似它们总是共生在一起，主要存 在于多种矿石中，如（Fe，Mn）M2O6 ，其中 M = （Nb，Ta ）。
第13章 过渡元素
13.1 过渡元素概述 13.2 钛族、钒族元素 13.3 铬族元素 13.4 锰族元素 13.5 铁系和铂系元素
13.2 钛族、钒族元素
钛副族元素处于周期表 ⅣB 族，包括钛 Ti， 锆 Zr，铪 Hf 3种元素。
原子的价电子层结构（n－1）d2 ns2，最稳
定的氧化态为 + 4，其次是 +3，而 +2 氧化态 较为少见，化合态的钛还有可能呈现 0 和 –1 的低氧化态。
钛 Ti： 主要矿石有金红石 TiO2，钛铁矿 FeTiO3。 在地壳中的质量分数为 0.56 % ，列第 9 位。
锆 Zr： 主要矿石有锆英石 ZrSiO4 ，斜锆石 ZrO2 。 在地壳中的质量分数为 0.019 % ，列第 18 位。
铪 Hf：
常与锆矿共存。 在地壳中的质量分数为 3.3 × 10－4 %。
800℃
2 Mg + TiCl4 —— 2 MgCl2 + Ti
钛副族元素的重要化合物
1 氧化物
自然界中，TiO2 有三种晶型，分别为金 红石、锐钛矿、板钛矿，最常见的是金红石 型。
所有这些化合物中， Ti 都采取 6 配位 八面体构型，其中金红石的八面体的畸变程 度最小。
金红石具有典型的 MX2 型晶体构型， 属四方晶系。其中钛是八面体配位，配位 数为 6，氧的配位数为 3。
在地壳中的质量分数为 0.016 %，列第 19 位。
铌 Nb，钽 Ta ： 它们在自然界中的丰度分别为 2.0 × 10－3 % 和 2 × 10－4 %。
由于化学性质相似它们总是共生在一起，主要存 在于多种矿石中，如（Fe，Mn）M2O6 ，其中 M = （Nb，Ta ）。
第13章 过渡元素
13.1 过渡元素概述 13.2 钛族、钒族元素 13.3 铬族元素 13.4 锰族元素 13.5 铁系和铂系元素
13.2 钛族、钒族元素
钛副族元素处于周期表 ⅣB 族，包括钛 Ti， 锆 Zr，铪 Hf 3种元素。
原子的价电子层结构（n－1）d2 ns2，最稳
定的氧化态为 + 4，其次是 +3，而 +2 氧化态 较为少见，化合态的钛还有可能呈现 0 和 –1 的低氧化态。
钛 Ti： 主要矿石有金红石 TiO2，钛铁矿 FeTiO3。 在地壳中的质量分数为 0.56 % ，列第 9 位。
锆 Zr： 主要矿石有锆英石 ZrSiO4 ，斜锆石 ZrO2 。 在地壳中的质量分数为 0.019 % ，列第 18 位。
铪 Hf：
常与锆矿共存。 在地壳中的质量分数为 3.3 × 10－4 %。
800℃
2 Mg + TiCl4 —— 2 MgCl2 + Ti
钛副族元素的重要化合物
1 氧化物
自然界中，TiO2 有三种晶型，分别为金 红石、锐钛矿、板钛矿，最常见的是金红石 型。
所有这些化合物中， Ti 都采取 6 配位 八面体构型，其中金红石的八面体的畸变程 度最小。
金红石具有典型的 MX2 型晶体构型， 属四方晶系。其中钛是八面体配位，配位 数为 6，氧的配位数为 3。
铬的化学性质ppt课件
铬1 Cr
铬的物2理性质
铬是银白色有光泽的金属，是典型的立方体心结构。 在很纯时相当软，有延展性，含有杂质时硬而脆，是有 较高熔点的硬金属，铬是金属中最硬的。铬的良好光泽 和高的抗腐蚀性常用于电镀工业，如自行车，汽车，精 密仪器零件中的镀铬制件。铬易与其它金属形成合金， 因此，铬在国防工业，冶金工业，化学工业方面有重要 用途。
金属表面处理、皮革鞣制、印染等排放的污水。
铬是人体必需的微量元素，在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。
三价的铬是对人体有益的元素，而六价铬是有毒的。人体对无机铬的吸收
利用率极低，不到1%；人体对有机铬的利用率可达10-25%。铬在天然食
品中的含量较低、均以三价的形式存在。
确切地说，铬的生理功能是与其它控制代谢的物质一起配合起作用，
2、影响脂类代谢：铬能抑制胆固醇的生物合成，降低血清总 胆固醇和三酰甘油含量以及升高高密度脂蛋白胆固醇含量。老年人 缺铬时易患糖尿病和动脉粥样硬化。
3、促进蛋白质代谢和生长发育：铬在核蛋白中含量较高，研 究发现它能促进RNA的合成，铬还影响氨基酸在体内的转运。铬摄 入不足时，实验动物可出现生长迟缓。
铬的重要化合物
4
一、铬（III ）化合物 三氧化二铬和氢氧化铬 二、铬（III ）盐和亚铬酸盐 铬（III ）盐 ： 硫酸铬和铬矾 三、铬（III ）的配合物 四、铬（VI）化合物 以重铬酸钾和重铬酸钠（俗称红矾钠）最为重要。
铬（VI）的化合物有较大的毒性。
铬的应用
自然界中主要以铬铁矿FeCr2O4形式存在。由氧化铬用铝还原，或由铬氨
二、环境危害 8
六价铬会严重污染水，给我们的生活环境带来很 大的危害。经六价铬污染后的水在自然环境下， 降解有害毒素需要100年。
铬的物2理性质
铬是银白色有光泽的金属，是典型的立方体心结构。 在很纯时相当软，有延展性，含有杂质时硬而脆，是有 较高熔点的硬金属，铬是金属中最硬的。铬的良好光泽 和高的抗腐蚀性常用于电镀工业，如自行车，汽车，精 密仪器零件中的镀铬制件。铬易与其它金属形成合金， 因此，铬在国防工业，冶金工业，化学工业方面有重要 用途。
金属表面处理、皮革鞣制、印染等排放的污水。
铬是人体必需的微量元素，在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。
三价的铬是对人体有益的元素，而六价铬是有毒的。人体对无机铬的吸收
利用率极低，不到1%；人体对有机铬的利用率可达10-25%。铬在天然食
品中的含量较低、均以三价的形式存在。
确切地说，铬的生理功能是与其它控制代谢的物质一起配合起作用，
2、影响脂类代谢：铬能抑制胆固醇的生物合成，降低血清总 胆固醇和三酰甘油含量以及升高高密度脂蛋白胆固醇含量。老年人 缺铬时易患糖尿病和动脉粥样硬化。
3、促进蛋白质代谢和生长发育：铬在核蛋白中含量较高，研 究发现它能促进RNA的合成，铬还影响氨基酸在体内的转运。铬摄 入不足时，实验动物可出现生长迟缓。
铬的重要化合物
4
一、铬（III ）化合物 三氧化二铬和氢氧化铬 二、铬（III ）盐和亚铬酸盐 铬（III ）盐 ： 硫酸铬和铬矾 三、铬（III ）的配合物 四、铬（VI）化合物 以重铬酸钾和重铬酸钠（俗称红矾钠）最为重要。
铬（VI）的化合物有较大的毒性。
铬的应用
自然界中主要以铬铁矿FeCr2O4形式存在。由氧化铬用铝还原，或由铬氨
二、环境危害 8
六价铬会严重污染水，给我们的生活环境带来很 大的危害。经六价铬污染后的水在自然环境下， 降解有害毒素需要100年。
大学无机化学-课件-第20章 铬副族和锰副族
过氧基配合物室温下不稳定，碱 中分解为铬酸盐和氧；酸中分解 为Cr3+和氧
Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ = 2 CrO(O2)2 + 5 H2O
重要工业铬产品制备途径示意
适于化学工业的铬铁矿
CrO3
H2SO4 Na2Cr2O7
Pb2+
PbCrO4(颜料)
电镀
还 原 Cr 复分解
还原 Al K2Cr2O7
CI2T00035.jpg
钨矿 : 黑钨矿 (钨锰铁矿)
(Fe2+、Mn2+) WO4、白钨矿CaWO4
黑钨矿
CI2T00034.jpg
锰分族(VIIB)：锰 Mn (Manganese) 、
锝 Tc(Technetium) 、
铼 Re(Rhenium) 价电子构型：(n-1)d5ns2 从 Mn 到 Re，高氧化态趋向于稳定。 存在形态：以Mn2+ 最稳定，而锝(Ⅱ)、铼(Ⅱ)则不存在 简单离子。
向重铬酸盐溶液中加入碱，溶液由橙红色变为黄色。
2 CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
(黄色) (橙红色)
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。
Cr2O72- + 2 Ba2+ + H2O = 2 BaCrO4↓ (柠檬黄) + 2 H+
(亮绿)
S2O8 2–
SO32–,H2S
I–(Cl–)
Cr2O72– (橙红) H2O2 (乙醚) Ag+ Ba2+ H+ OH– H+ Ba2+ Ag2CrO4(砖红) Pb2+ CrO42–(黄) Ag+
Cr2O72- + 4 H2O2 + 2 H+ = 2 CrO(O2)2 + 5 H2O
重要工业铬产品制备途径示意
适于化学工业的铬铁矿
CrO3
H2SO4 Na2Cr2O7
Pb2+
PbCrO4(颜料)
电镀
还 原 Cr 复分解
还原 Al K2Cr2O7
CI2T00035.jpg
钨矿 : 黑钨矿 (钨锰铁矿)
(Fe2+、Mn2+) WO4、白钨矿CaWO4
黑钨矿
CI2T00034.jpg
锰分族(VIIB)：锰 Mn (Manganese) 、
锝 Tc(Technetium) 、
铼 Re(Rhenium) 价电子构型：(n-1)d5ns2 从 Mn 到 Re，高氧化态趋向于稳定。 存在形态：以Mn2+ 最稳定，而锝(Ⅱ)、铼(Ⅱ)则不存在 简单离子。
向重铬酸盐溶液中加入碱，溶液由橙红色变为黄色。
2 CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
(黄色) (橙红色)
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。
Cr2O72- + 2 Ba2+ + H2O = 2 BaCrO4↓ (柠檬黄) + 2 H+
(亮绿)
S2O8 2–
SO32–,H2S
I–(Cl–)
Cr2O72– (橙红) H2O2 (乙醚) Ag+ Ba2+ H+ OH– H+ Ba2+ Ag2CrO4(砖红) Pb2+ CrO42–(黄) Ag+
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已转变为Cr(ⅢCr)，洗液失效
O
O
O
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第三节结束
第三节
结束
常见的铬盐易溶于水
铬(Ⅲ)盐
六水合氯化铬
CrCl3·6H2O
紫色 或绿色
十八水合硫酸铬 Cr2(SO4)3·18H2O 紫色 铬钾矾 KCr(SO4)2·12H2O 蓝紫色
CrCl3溶液的颜色随温度(T)、c(Cl-)而变
冷、稀CrCl3溶液中T 、c(Cl-) [CrCl(H2O)5]2+
[Cr(H2O)6]3+
铬酸盐和重铬酸盐
在此重反铬应酸用盐于溶铁液含中量加的入测Ba定2+、Pb2+、Ag+ 盐时，生成铬酸盐沉淀 重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性
Cr2O72- +6Fe2++14H+ → 2Cr3++6Fe3++7H2O Cr2O72-+3SO32-+8H+ →2Cr3++3SO42-+4H2O Cr2O72- +6I-+14H+ → 2Cr3++ 3I2 +7H2O Cr2O72- +3H2S+8H+ → 2Cr3+ +3S +7H2O Cr2O72- +3H2O2+8H+ → 2Cr3++3O2 +7H2O
13-3-2 铬的重要化合物 铬的电势图
EA⊖/VCr21O372--3+-12.3铬6 C的r3+重-0要.42化4 C合r2物+ -0.90 Cr
E B⊖/V
-0.74 -1.2
CrO42- -0.13[Cr(OH)4]--0.80 Cr(OH)2-1.4 Cr
酸性溶液中，
Cr2O
2 7
有强氧化性
O H
常见的铬盐易溶于水
铬铬((ⅢⅢ))盐盐
CrCl3溶液的颜色随温度(T)、c(Cl-)而变 易水解
2.
_
Cr(OH)4
水溶液加热煮沸发生完全水解
_
2Cr(OH)4
+(x-3)H2O
→Cr2O3·xH2O
+2OH-
3. 弱酸铬盐发生完全水解
2Cr3+ + 3S2- + 6H2O →2Cr(OH)3 + 3H2S
[CrCl2(H2O)4]+
紫色
绿色
易水解
铬(Ⅲ)盐
1. Cr3+水解
[Cr(H2O)6]3++H2O ⇌ [Cr(OH)(H2O)5]2++H3O+
pH↑，进一步反应
[Cr(H+2O)6]3+ [Cr(OH)(H2O)5]2+
H
⇌
O (H2O)5Cr Cr(H2O)5
5+
+H2O
H
O
4+
2[Cr(OH)(H2O)5]2+⇌ (H2O)4Cr Cr(H2O)4 +2H2O
常见的铬盐易溶于水
铬铬((ⅢⅢ))盐盐
CrCl3溶液的颜色随温度(T)、c(Cl-)而变 易水解
在碱性介质中, Cr(OH)4-有强还原性 2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH- →2CrO42- +8H2O
在酸性溶液中，与强氧化剂才能反应
2Cr3++3S2O82-+7H2O → Cr2O72-+6SO42-+14H+
橙红色
铬酸盐和重铬酸盐
在重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+ 盐时，生成铬酸盐沉淀
Cr2O72- +2Ba2+ +H2O → 2BaCrO4 +2H+ (柠檬黄)
Cr2O72- +2Pb2+ +H2O → 2PbCrO4 +2H+ (铬黄)
Cr2O72- +4Ag+ +H2O → 2Ag2CrO4 +2H+ (砖红)
制取：
三氧化铬(铬酐)
在K2Cr2O7饱和溶液中加入过量浓硫酸 K2Cr2O7+H2SO4(浓) →2CrO3+K2SO4+H2O
暗红色晶体，有毒
不稳定
强氧4C化rO性3, 与19有7℃机物2C剧r烈2O反3 +应3O, 甚2 至着火 易潮解，溶于水生成铬酸( 黄色）
CrO3溶+ 于H2碱O生→成H铬2酸Cr盐O4 CrO3 + 2NaOH → Na2CrO4 + H2O
→ （[C亮r(O绿H色)4）]-
2[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH-→ 2CrO24+8H2O
3. 加入Pb(NO3)2或AgNO3或BaCl2
CrO24 + Pb2+ → PbCrO4 (黄色) CrO24 + 2Ag+ → Ag2CrO4 (砖红色)
CrO24 + Ba2+ → BaCrO4 (黄色)
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第三节铬族元素
第三节
铬族元素
13-3-11铬3-3族-1元铬族素元概素述概述
Cr Mo W Sg d区 ⅥB族
铬居世界钼第稀二有位元素钨
主要矿物 铬 Fe(铁Cr矿但O2在)占2 辉我全M钼国居球oS的矿世总2储界量M黑白nC量第的Fa钨钨eW极一一WO矿矿O4为位半4 丰放射性元素以富上
三氧化二铬(Cr2O3)——铬绿
性质
1. 稳定的两性氧化物
2. 灼烧过的Cr2O3难溶于酸或碱 可与酸性熔剂共熔
高温
Cr2O3+3K2S2O7
Cr2(SO4)3+3K2SO4
Cr2O3+6KHSO4 高温 Cr2(SO4)3+ 3K2SO4+3H2O
Cr2O3是制铬的原料，也是绿色颜料 广泛用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等
钼(Mo)、钨(W)
钼与钨性质相似钼，、化钨学性质稳定
为银白色金属，硬度大、熔点高 钨(3410℃)是金属中熔点 最高的
钼不与稀、浓盐酸反应，可与浓硝酸和 王水反应
钨与盐酸、硫酸、硝酸均不反应，只溶 解于氢氟酸和硝酸的混合物或王水
大量用于制造合金钢，钨还用于制作灯 丝和高温电炉的发热元件
铬、钼、钨与酸的反应情况
HCl HNO3 王水 Cr 缓慢溶解 钝化 反应 Mo 不反应 反应 反应 W 不反应 不反 反应
应
工业铬产品原料(Na2Cr2O7)的制备
铬铬铁的矿制(Fe备Cr2O4)
Na2CrO4
培烧炉
Na2CO3
用水浸取
过滤
铬渣 4FeCr2△O4(s2)+F8eN2Oa32(Cs)O+38(sN)+a27COr2O(g4)(s) +8CO2(g)
工业铬产品原料(Na2Cr2O7)的制备
铬铁矿(FeCr2O4)
Na2CrO4 酸化、浓缩
培烧炉
Na2CO3
用水浸取
过滤
Na2Cr2O7晶体 铬渣
4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 1100℃ 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
2Na2CrO4+H2SO4 → Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O
铬酸盐和重铬酸盐
铬酸盐除K+、 Na+、NH4+ 盐外，一般均 难溶于水。K2CrO4 是黄色晶体 重铬酸盐大都溶于水
K2Cr2O7 是橙红色晶体, 不易潮解, 常用 作化学分析的基准物
Cr2O72- 和CrO42-在溶液中存在如下平衡
2CrO42- + 2H+
黄色
H+ OH-
Cr2O72-
+ H2O
碱性溶液中，
CrO
2 4
无氧化性
酸性溶液中， Cr3+稳定
碱性溶液中， [Cr(OH)4]-有还原性
无论酸性或碱性溶液，Cr(Ⅱ)均不稳定
13-3-2 铬的重要化合物
主要氧化物和氧化物的水氧合物
化
主要氧化数 最常见状态 颜色 数 酸碱性
增
+2 +3
+6
Cr(OH)2 Cr2O3
Cr(OH)3 CrO3 H2Cr2O7
配位数大多为6
铬(Ⅲ)配合物
稳定性较高，在水溶液解离程度较小
同一组成配合物可有多种异构体
如 CrCl3·6H2O [Cr(H2O)6]Cl3
[CrCl(H2O)5]Cl2 ·H2O [CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O
紫色 蓝绿色
绿色
1. 加入过量NaOH
Cr3+鉴定
Cr3+ + 4OH-(过量) 2. 加入H2O2
氢氧化铬[Cr(OH)3] 向Cr3+溶液中加入适量碱 Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3 (灰绿色) 难溶于水
两性 溶实于为酸水—合—氧Cr化3+铬(蓝C紫r2O色3·)xH2O C溶r含习于(O水惯碱H量上)—3是用+—可C3Hr[变C(O+r的H(→O，)3H表C)示4r]3-+(亮+ 3绿H色2O) Cr(OH)3 +OH- → [Cr(OH)4]-
蓝 大 碱性
绿
， 化
灰绿 暗红