无机化学(3版)课件13-3 铬族元素

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
[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
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
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
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
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
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
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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
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
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
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
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]-
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)
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
蓝 大 碱性
绿
， 化
灰绿 暗红
合 物 酸
两性
橙红
性 增
酸性
H2CrO4
黄强
三氧化二铬(Cr2O3)——铬绿
制取
1. 高温下，金属铬与氧直接化合 4Cr + 3O2 △ 2Cr2O3
2. 重铬酸铵热分解 演示
△
(NH4)2Cr2O7
Cr2O3 + N2 + 4H2O
3. 三氧化铬热分解
△
4CrO3
2Cr2O3+3O2
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
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)
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
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
重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性
是CCrrCC过若由(2ⅥrrOC去“重2OOr72)-4O2化洗铬+7-2-24O4的的-学液酸H+鉴鉴2实”盐OP定定b验由饱2+2+2室暗和H→O所红溶+ 用色液P乙b“变与醚C2C洗为浓rOr2液绿硫(34C蓝+ ”色酸r+色O(5黄，配5O) +色即制25H）而2O成
→ （[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)
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+