第20章铬副族和锰副族素材.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,20,章,铬副族和锰副族,铬矿,:,铬铁矿,FeCr,2,O,4,(FeO,Cr,2,O,3,),钼矿,:,辉钼矿,MoS,2;,钨矿,:,黑钨矿,(,钨锰铁矿,),(Fe,2+,、,Mn,2+,)WO,4,、,白钨矿,CaWO,4,铬族,(,第,VI B,族,),:,铬,Cr(chromium),、,钼,Mo(molybdenum),、,钨,W(tungsten),。,价电子层结构,:,(,n,-1)d,5,n,s,1,其中钨为,5d,4,6s,2,。,从铬到钨，高氧化态趋于稳定，而低氧化态稳定性相反。,存在形态：以,Mn,2+,最稳定，而锝,(),、铼,(),则不存在,简单离子。,锰分族,(,VIIB,),：锰,Mn(manganese),、,锝,Tc(technetium),、,铼,Re(rhenium),价电子构型：,(,n,-1)d,5,n,s,2,从,Mn,到,Re,，高氧化态趋向于稳定。,20,1,铬及其化合物,20,1,1,铬的单质,金属体心立方结构，银白色金属，熔点高。,Cr,的硬度大，能刻画玻璃。铬还可与热浓硫酸作用：,2 Cr+6 H,2,SO,4,(,热，浓,)=Cr,2,(SO,4,),3,+3 SO,2,+6 H,2,O,铬不溶于浓硝酸。,去掉保护膜的铬可缓慢溶于稀盐酸和稀硫酸中，形成蓝色,Cr,2+,。,Cr,2+,与空气接触，很快被氧化而变为绿色的,Cr,3+,：,Cr+2 H,+,=Cr,2+,+H,2,4 Cr,2+,+4 H,+,+O,2,=4 Cr,3+,+2 H,2,O,单质的制备方式如下,:,20,1,2,铬,(),的化合物,1,三氧化二铬及其水合物,高温下，通过以下三种方法，都可生成绿色三氧化二铬,(Cr,2,O,3,),固体：,4 Cr+3 O,2,=,2 Cr,2,O,3,(NH,4,),2,Cr,2,O,7,=,Cr,2,O,3,+N,2,+4 H,2,O,4 CrO,3,=,2 Cr,2,O,3,+3 O,2,(NH,4,),2,Cr,2,O,7,热分解（火山实验）,(NH,4,),2,Cr,2,O,7,=,Cr,2,O,3,+N,2,+H,2,O,氢氧化铬,:,灰绿色胶状水合氧化铬,(Cr,2,O,3,x,H,2,O),沉淀,氢氧化铬难溶于水，具有两性。,易溶于酸,：,蓝紫色的,Cr(H,2,O),6,3+,；,易溶于碱：亮绿色的,Cr(OH),4,。,Cr(OH),3,+3 H,+,=Cr,3+,+3 H,2,O,Cr(OH),3,+OH,-,=Cr(OH),4,-,在碱性溶液中，,Cr(OH),4,-,有较强的还原性。例如：,2 Cr(OH),4,-,(,绿色,)+3 H,2,O,2,+2 OH,-,=,2 CrO,4,2-,(,黄色,)+8 H,2,O,2,铬,(),盐,CrCl,3,6H,2,O(,紫色或绿色,),，,Cr,2,(SO,4,),3,18H,2,O(,紫色,),铬钾矾,(,简称,)KCr(SO,4,),2,12H,2,O(,蓝紫色,),，它们都易溶于水。,3 Cr(III),的配合物,Cr,3,电子构型为,3d,3,，有,6,个空轨道。,Cr,3,具有较高的有效核电荷，半径小，有较强的正电场决定,Cr,3+,容易形成,d,2,sp,3,型配合物。,Cr,3+,因配体不同而显色：,Cr,3+,因构型不同而显不同颜色：,顺式：紫,-,绿二色性,反式：紫色,Cr(III),还能形成许多桥联多核配合物，以,OH,-,O,2-,SO,4,2-,CH,3,COO,-,HCOO,-,等为桥，把两个或两个以上的,Cr,3+,连起来。如：,20,1,3,铬,(),的化合物,1,三氧化铬：俗名“铬酐”。,K,2,Cr,2,O,7,(,红矾钾,),的饱和溶液中加入过量浓硫酸，析出暗红色的,CrO,3,晶体：,K,2,Cr,2,O,7,+H,2,SO,4,(,浓,)=2 CrO,3,+K,2,SO,4,+H,2,OCrO,3,有毒，对热不稳定，加热到,197,时分解放氧：,4 CrO,3,=2 Cr,2,O,3,+3 O,2,(,加热,),在分解过程中，可形成中间产物二氧化铬,(CrO,2,，黑色,),。,CrO,2,有磁性，可用于制造高级录音带。,CrO,3,有强氧化性，与有机物,(,如酒精,),剧烈反应，甚至着火、爆炸。,CrO,3,易潮解，溶于水主要生成铬酸，溶于碱生成铬酸盐：,CrO,3,+H,2,O=H,2,CrO,4,(,黄色,),CrO,3,+2 NaOH=Na,2,CrO,4,(,黄色,)+H,2,O,2,铬酸盐与重铬酸盐,K,2,CrO,4,:,黄色晶体，,K,2,Cr,2,O,7,橙红色晶体,(,红矾钾,),。,K,2,Cr,2,O,7,:,不易潮解，不含结晶水，化学分析中的基准物。,当,pH,11,时：,Cr(),几乎,100,以,CrO,4,2-,形式存在；,当,pH,1.2,时：其几乎,100,以,Cr,2,O,7,2-,形式存在。,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。,2 CrO,4,2-,+2H,+,Cr,2,O,7,2-,+H,2,O,(,黄色,),(,橙红色,),Cr,2,O,7,2-,+2 Ba,2+,+H,2,O=2 BaCrO,4,(,柠檬黄,)+2 H,+,(1),Cr,2,O,7,2-2 Pb,2+,+H,2,O=2 PbCrO,4,(,铬黄,)+2 H,+,(2),Cr,2,O,7,2-,+4 Ag,+,+H,2,O=2 Ag,2,CrO,4,(,砖红,)+2 H,+,(3),反应,(2),可用于鉴定,CrO,4,2-,。柠檬黄、铬黄可作为颜料。,重铬酸盐在酸性溶液中有强氧化性,:,Cr,2,O,7,2-,+H,2,S+8 H,+,=2 Cr,3+,+3 S+7 H,2,OCr,2,O,7,2-,+3 SO,3,2-,+8 H,+,=2 Cr,3+,+3 SO,4,2-,+4 H,2,OCr,2,O,7,2-,+6 I,-,+14 H,+,=2 Cr,3+,+3 I,2,+7 H,2,OCr,2,O,7,2-,+6 Fe,2+,+14 H,+,=2 Cr,3+,+6 Fe,3+,+7 H,2,O,为什么不论是酸性还是碱性介质，溶液中加入,Ag,+,、,Pb,2+,、,Ba,2+,等重金属离子得到的总是铬酸盐沉淀而不是重铬酸盐沉淀？,Yellow lead chromate,Silver chromate,Barium chromate,显然，这是因为这类阳离子铬酸盐有较小的溶度积的原因。,CrO,2,2+,:,铬氧基，铬酰基，,CrO,2,Cl,2,是深红色液体，像溴，易挥发。,CrO,2,Cl,2,易水解,:2 CrO,2,Cl,2,+3 H,2,O=2 H,2,Cr,2,O,7,+4 HCl,制备：,K,2,Cr,2,O,7,和,KCl,粉末相混合，滴加浓,H,2,SO,4,，加热则有,CrO,2,Cl,2,挥发出来,:,K,2,Cr,2,O,7,+4 KCl+3 H,2,SO,4,=,2 CrO,2,Cl,2,+3 K,2,SO,4,+3 H,2,O,钢铁分析中，铬干扰测定时，可用此方法除去。,CrO,3,+2 HCl=CrO,2,Cl,2,+H,2,O,3,氯化铬酰,CrO,2,Cl,2,4,过氧基配合物,在酸性溶液中，,Cr,2,O,7,2-,氧化,H,2,O,2,，可得到,Cr(VI),的过氧基配合物,CrO(O,2,),2,。加入乙醚，有蓝色过氧化物,CrO,5,(C,2,H,5,),2,O,。,Cr,2,O,7,2-,+4 H,2,O,2,+2 H,+,=2 CrO(O,2,),2,+5 H,2,O,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,Cr,3+,和氧,重要工业铬产品制备途径示意,适于化学工业的铬铁矿,电镀,磁性颜料,还原,铬鞣剂,还原,复分解,含铬的混合相颜料,CrO,3,PbCrO,4,(,颜料,),Cr,CrO,2,Cr(OH)SO,4,Pb,2+,Cr,2,O,3,(,颜料,),Cr,K,2,Cr,2,O,7,Na,2,Cr,2,O,7,H,2,SO,4,Al,Cr,O,2,Cr,2,O,3,(s,绿,),(NH,4,),2,Cr,2,O,7,(,橙黄,),Cr,2+,H,+,Cr,O,2,Zn,Cr(OH),3,(,灰绿,),Cr(OH),4,(,亮绿,),过量,OH,NH,3,H,2,O,适量,OH,H,+,Cr,2,O,7,2,(,橙红,),S,2,O,8,2,Sn,2,Fe,2,SO,3,2,H,2,S,I,(Cl,),CrO(O,2,),2,H,2,O,2,(,乙醚,),CrO,4,2,(,黄,),OH,H,+,Ag,2,CrO,4,(,砖红,),PbCrO,4,(,黄,),BaCrO,4,(,柠檬黄,),H,+,Ag,+,Ag,+,Ba,2+,Ba,2+,Pb,2+,Pb,2+,铬元素及其化合物反应小结,蓝,国 标：,Cr()H,2,MoO,4,H,2,WO,4,顺序酸性迅速减弱。,3,多酸和多酸盐,(1),同多酸,由两个或多个同种简单含氧酸分子缩水而成的酸叫同多酸。,含氧酸根的缩聚反应都是可逆的,:,单酸阴离子,+H,+,多酸阴离子,+H,2,O,重铬酸,H,2,Cr,2,O,7,(2 CrO,3,H,2,O),2 H,2,CrO,4,H,2,Cr,2,O,7,+H,2,O,七钼酸,H,6,Mo,7,O,24,(7MoO,3,3H,2,O),7 H,2,MoO,4,H,6,Mo,7,O,24,+4 H,2,O,同多酸的形成与溶液的,pH,有密切关系随着,pH,减小，缩合程度增大。由同多酸形成的盐称为同多酸盐：,Mo,，,W,的同多酸：,溶液,pH,降低时,首先是向,Mo(VI),或,W(VI),加合水分子，将配位数由四增至六，然后再以,MoO,6,或,WO,6,八面体进行缩合。例如：,重铬酸钠,Na,2,Cr,2,O,7,(Na,2,O2CrO,3,),七钼酸钠,Na,6,Mo,7,O,24,(3Na,2,O7MoO,3,),仲钼酸根和八钼酸根的构型,(2),杂多酸,由两种不同含氧酸分子缩水而成的酸，对应的盐称为杂多酸盐。,12-,磷钼酸铵,:,用于磷酸盐的定量,3 NH,4,+,+12 MoO,4,2-,+PO,4,3,+24 H,NH,4,),3,PMo,12,O,40,6H,2,O +6 H,2,O,PMo,12,O,40,3,20,3,锰及其化合物,20,3,1,锰的单质,金属锰,:,银白色金属，粉末状的锰,:,灰色。,锰是钢的一种重要添加剂，因为它能脱除氧和硫。,20,3,2,锰的化合物,1,Mn(VII),化合物,Mn(VII),价电子层结构为,3d,0,，无,d,电子，为什么显紫色？,因为,MnO,4,-,中，,Mn-O,之间有较强的极化效应，吸收可见光后使,O,2-,端的电子向,Mn(VII),跃迁，吸收红、黄光，显紫色，与,VO,4,3-,、,CrO,4,2-,相似。,（,1,）高锰酸钾的制备以软锰矿为原料,(MnO,2,),制备高锰酸钾，先制,K,2,MnO,4,：,3 MnO,2,+6 KOH+KClO,3,3 K,2,MnO,4,+KCl+3 H,2,O,从,K,2,MnO,4,制,KMnO,4,有三种方法。,A),歧化法,酸性介质中,有利于歧化,:,在中性或弱碱性溶液中也发生歧化反应，但趋势及速率小：,3 MnO,4,2-,+2 H,2,O=2 MnO,4,-,+MnO,2,+4 OH,-,3 MnO,4,2-,+4 H,+,=MnO,2,+2 MnO,4,-,+2 H,2,O,3 MnO,4,2-,+2 CO,2,=MnO,2,+2 MnO,4,-,+2 CO,3,2-,B),氧化法,:,2 MnO,4,2,+Cl,2,=2 MnO,4,+2 Cl,C),电解法,:,电解,K,2,MnO,4,溶液：,电解总反应,:,2 K,2,MnO,4,+2 H,2,O=2 KMnO,4,+2 KOH+H,2,阳极：,MnO,4,2,MnO,4,+e,阴极：,2 H,2,O+2 e,H,2,+2 OH,(2),高锰酸钾的,强氧化性,MnO,4,-,+5 Fe,2+,+8 H,+,=Mn,2+,+5 Fe,3+,+4 H,2,O,2 MnO,4,-,+5 H,2,C,2,O,4,+6 H,+,=2 Mn,2+,+10 CO,2,+8 H,2,O,MnO,4,-,+4 Mn,2+15 H,2,P,2,O,7,2-,+8 H,+,=,5 Mn(H,2,P,2,O,7,),3,3-,+4 H,2,O,2 MnO,4,-,+5 SO,3,2-,+6 H,+,=2 Mn,2+,+5 SO,4,2-,+3 H,2,O,2 MnO,4,-,+3 SO,3,2-,+H,2,O=2 MnO,2,+3 SO,4,2-,+2 OH,-,2 MnO,4,-,+SO,3,2-,+2 OH,-,(,浓,)=2 MnO,4,2-,+SO,4,2-,+H,2,O,(3),高锰酸钾的,不稳定性,4 MnO,4,-,+4 H,+,(,微酸,)=4 MnO,2,+3 O,2,+2 H,2,O,KMnO,4,+3 H,2,SO,4,(,浓,)=,K,+,+MnO,3,+,(,亮绿色,)+H,3,O,+,+3 HSO,4,-,4 MnO,4,-,+4 OH,-,=4 MnO,4,2-,+O,2,+2 H,2,O,2 KMnO,4,K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,220,C,2,Mn(IV),化合物,二氧化锰,4 MnO,2,+6 H,2,SO,4,(,浓,),2 Mn,2,(SO,4,),3,(,紫红,)+6 H,2,O+O,2,2 Mn,2,(SO,4,),3,+2 H,2,O,4 MnSO,4,+O,2,+2 H,2,SO,4,2 MnO,2,+C+2 H,2,SO,4,(,浓,),2 MnSO,4,H,2,O+CO,2,MnO,2,+2 NaOH(,浓,),Na,2,MnO,3,(,亚锰酸钠,)+H,2,O,在强酸中有氧化性,MnO,2,+4 HCl(,浓,),MnCl,2,+2 H,2,O+Cl,2,在碱性条件下，可被氧化至,Mn(VI),：,3 MnO,2,+6 KOH+6 KClO,3,3 K,2,MnO,4,(,绿色,)+6 KCl+3 H,2,O,总之，,MnO,2,在强酸中易被还原，在碱中有一定的还原性，在中性时，稳定。,2 MnO,2,+4 KOH+O,2,2 K,2,MnO,4,+2 H,2,O,在工业上，,MnO,2,用作干电池的去极化剂，火柴的助燃剂，某些有机反应的催化剂，以及合成磁性记录材料铁氧体,MnFe,2,O,4,的原料等。,用途：,Mn(IV),盐,四价,Mn,盐不稳定，酸性条件：易被还原为低价化合物；强氧化剂,高价氧化物。碱性条件：空气中的氧,锰酸盐。,可形成较稳定的,M,2,I,(M,II,)MnF,6,配合物，如：,MnO,2,+2KHF,2,+2HF,K,2,MnF,6,(,金黄,)+2H,2,O,还可形成过氧基配合物：,K,2,H,2,Mn(O)(O,2,),3,、,K,3,HMn(O)(O,2,),3,等。,3,Mn(II),化合物,(1),难溶性化合物,Mn(II),强酸盐易溶，如,MnSO,4,、,MnCl,2,和,Mn,2,(NO,3,),等,;,而弱酸盐和氢氧化物难溶,:,这些盐可溶于强酸中，这是过渡元素的一般规律。,(2),还原性,MnCO,3,Mn(OH),2,MnS,MnC,2,O,4,K,sp,1.8 10,-11,1.9 10,-13,2.0 10,-13,1.1 10,-15,在碱中易被氧化成高价，生成,MnO(OH),2,(,棕黄色,),。,Mn,(II),在碱性条件下不稳定,(,还原性强,),Mn,(II),在酸性条件下稳定,(,还原性差,),Mn,2+,+2 OH,-,=Mn(OH),2,(,白,),无氧条件,Mn(OH),2,+O,2,=MnO(OH),2,(,棕黄色,),MnO(OH),2,+(,x,-1)H,2,O=MnO,2,x,H,2,O(,黑褐色,),Mn(OH),2,+2 H,+,=Mn,2+,+2 H,2,O,在酸性溶液中，只有用强氧化剂，如,NaBiO,3,、,PbO,2,、,(NH,4,),2,S,2,O,8,等，才能将,Mn,2+,氧化为呈现紫红色的高锰酸根,(MnO,4,-,),。,2 Mn,2+,+5 NaBiO,3,+14 H,+,=,2 MnO,4,-,+5 Bi,3+,+5 Na,+,+7 H,2,O,2 Mn,2+,+5 PbO,2,+4 H,+,=2 MnO,4,-,+5 Pb,2+,+2 H,2,O,2 Mn,2+,+5 S,2,O,8,2-,+8 H,2,O=2 MnO,4,-,+10 SO,4,2-,+16 H,+,2 Mn,2+,+5 H,5,IO,6,=2 MnO,4,-,+5 HIO,3,+7 H,2,O+6 H,+,3 Mn,2+,+2 MnO,4,-,+2 H,2,O=5 MnO,2,+4 H,+,酸根有氧化性的二价锰盐热稳定性不如硫酸锰，高温分解时,Mn(II),被氧化。如,:,Mn(NO,3,),2,=MnO,2,+2 NO,2,Mn(ClO,4,),2,=MnO,2,+Cl,2,+O,2,(3)Mn(,II,),盐的热稳定性,二价锰盐中，硫酸锰最稳定，可形成含有,7,、,5,、,4,或,1,水合物，红热时不分解，易脱水。,MnSO,4,7H,2,O,MnSO,4,5H,2,O,MnSO,4,4H,2,O,MnSO,4,H,2,O,(4),配合物,Mn,2+,组态,3,d,5,，,与,H,2,O,、,Cl,-,等弱场配体形成外轨配合物,:,如,Mn(H,2,O),6,2+,和,MnCl,6,4-,如,Mn(CN),6,4-,与,CN,-,强配体形成内轨配合物,:,KClO,3,+KOH,MnS,nH,2,O,深肉色,Mn,2+,Mn,O,4,Mn,(OH),2,Mn,O,2,肉色,紫色,黑褐色,白色,暗绿色,Mn,O,4,2,(NH,4,),2,SO,4,H,+,或,HAc,无,O2,+OH,H,+,O,2,+OH,浓,HCl,浓,H,2,SO,4,H,2,O+SO,3,2,OH,(,浓,),+SO,3,2,H,+,或,CO,3,2,(,歧化,),(H,+,),NaBiO,3,S,2,O,8,2,PbO,2,HI,5,O,6,(H,+,),X,SO,8,2,H,2,S,H,2,O,2,Fe,2+,等,锰元素及其化合物反应小结,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,47,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,47,赠送精美图标,