第21章过渡元素（Ⅱ）1.完成并配平下列方程式
(1)2FeSO4+ Br2 +H2SO4=Fe2(SO4)3+2HBr
(2)2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl
(3)2FeCl3 +2KI=2FeCl2+I2+2KCl
(4)2Fe(OH)3 +KClO3 +4KO H=2K2FeO4+KCl+5H2O
(5)2Co(OH)2 + H2O2+2OH-=2Co(OH)3
(6)Co2O3 +6HCl=CoCl2 +Cl2+3H2O
(7)4K4[Co(CN)6] + O2+2H2O=4K3[Co(CN)6] + 4KO H
(8)2Ni(OH)2+Br2+2OH-=2N i(OH)3+2Br-
(9)Ni2+＋2HCO3-=NiCO3＋CO2+H2O
(10)N i2++6NH3(过量) =[Ni(NH3)6]2+
(11)将SO2通入FeCl3溶液中。
2Fe3++SO2+2H2O =2Fe2++SO42-+4H+.
(12)向硫酸亚铁溶液加入Na2CO3后滴加碘水。
Fe2++CO32- +2H2O=Fe(OH)2 +2HCO3-
2Fe(OH)2+CO32- +I2+2H2O= 2Fe(OH)3+2I-+2HCO3-
(13)硫酸亚铁溶液与赤血盐混合。
Fe2++[Fe(CN)6]3-+K+=KFe[Fe(CN)6](Turnbull’s blue)
(14)过量氯水滴入FeI2溶液中。
2FeI2+13Cl2+12H2O=2FeCl3+4HIO3+20HCl
(15)硫酸亚铁受热分解。
△
2FeSO4·7H2O2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O
(16)用浓硫酸处理Co(OH)3。
Co(OH)3+3H2SO4= Co2(SO4)3+6H2O
(17)向K4[Co(CN)6]晶体滴加水。
4K4[Co(CN)6]+O2+2H2O= 4K3[Co(CN)6]+4KO H
(18)向CoCl2和溴水的混合溶液中滴加NaO H溶液。
2Co2++Br2+6OH-=2Co(O H)3↓+2Br-
(19)弱酸性条件下向CoSO4溶液中滴加饱和KNO2溶液。
Co2++ NO2-+2H+＝Co3++ NO↑+ H2O
(20)碱性条件下向NiSO4溶液中加入Na ClO溶液。
2Ni2++NaClO+4O H-＝2Ni(O H)3↓+NaCl
(21)N i(OH)3在煤气灯上灼烧。
△
4Ni(OH)32+ 6H2O
(22)铂溶于王水。
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O
(23)将一氧化碳通入PdCl2溶液。
CO＋PdCl2·2H2O=CO2＋Pd＋2HCl＋H2O
(24)向黄血盐溶液中滴加碘水；
K4[Fe(CN)6]+I2=2KI+2K3[Fe(CN)6]
2. 解释现象，写出相应的方程
(1)向FeCl3溶液中加入Na2CO3时生成Fe(OH)3沉淀而得不到Fe2(CO3)3。
Na2CO3溶液中CO32-水解产生O H-离子使FeCl3水解，生成Fe(OH)3沉淀。
(2)I2不能氧化FeCl2溶液中的Fe(Ⅱ),但是在KCN存在下I2却能够氧化Fe(Ⅱ)。
因为FeCl2与KCN反应可以生成黄血盐，当加入I2时，由于生成的K3[Fe(CN)6]的电极电势较低，可以逐步将黄血盐氧化，方程式如下：
Fe2++6CN-=Fe (CN)64-
K4[Fe(CN)6]+I2=2KI+2K3[Fe(CN)6]
(3)在含有Fe(Ⅲ)的溶液中加入氨水，得不到Fe(Ⅲ)的氨合物。
Fe3++OH-＝Fe(OH)3↓
(4)在Fe3+的溶液中加入KCNS时出现血红色，若再加入少许铁粉或N H4F固体则血红色消失。
Fe3++n SCN-=Fe(NCS)n3-n (血红色)
加入Fe粉，2Fe3++Fe=3Fe2+，则红色消失。
Fe(NCS)n3-n+6F-=[FeF6]3-+n NCS-
(5)Co2(SO4)3溶于水。
2Co2(SO4)3+2H2O=2H2SO4 +4CoSO4+O2
(6)K4[CO(CN)6]溶于水。
2K4[Co(CN)6] +2H2O= 2K3[Co(CN)6]+2KO H+H2
(7)向硫酸铁溶液中依次加入适量的HCl，N H4SCN，N H4F。
Fe3++2H2O=Fe(OH) 2++H+
Fe3++n SCN-=Fe(SCN)n3-n
Fe(SCN)n3-n+6F-= [FeF6]3-+n SCN-
(8)蓝色的变色硅胶吸水后变成粉红色。
变色硅胶中含有CoCl2·xH2O，由于x的不同而使硅胶的颜色不同。当硅胶不含结晶水时呈蓝色，含6个结晶水时，硅胶呈粉红色。
CoCl 2·6H 2O(粉红)2·2H 2O （紫红）
CoCl 2·2H 2O （蓝紫）
CoCl 2（蓝）
3. 写出过程的反应式：将[Ni(N H 3)6]SO 4溶液水浴加热一段时间再加氨水。 [Ni(NH 3)6]2
+
Ni 2++ 6NH 3
Ni 2++ 6NH 3[Ni(NH 3)6]2+
4. 设计一分离Fe 3+
，Al 3+
, Cr 3+
, Ni 2+
的方案。
3+3+3+2+
5. K 4[Fe(CN)6]可用FeSO 4与KCN 直接在溶液中制备，但K 3[Fe(CN)6]却不能由Fe 2(SO 4)3和KCN 直接在水溶液中制备，为什么？应如何制备K 3[Fe(CN)6]？ 解：K 4 [Fe(CN)6]可由Fe 2+与KCN 直接在水溶液中制备 Fe 2+ +6KCN= K 4[Fe(CN)6] +2K +
但K 3[Fe(CN)6]却不能由Fe 3+与KCN 直接在水溶液中制备因Fe 3+能将CN -氧化，并有杂质K 4[Fe(CN)6]生成 2Fe 3++ 2CN -= 2Fe 2++(CN)2 Fe 2+
+ 6CN -+4K +
= K 4[Fe(CN)6]
正确的制备K 3[Fe(CN)6]的方法是将K 4 [Fe(CN)6]氧化 2K 4 [Fe(CN)6]+H 2O 2= K 3[Fe(CN)6]+2KO H
6. 某氧化物A ，溶于浓盐酸得溶液B 和气体C ，C 通入KI 溶液后用CCl 4萃取生成物，CCl 4层呈现紫色。B 加入 KO H 溶液后析出桃红色沉淀。B 遇过量氨水，得不到沉淀而
△
△
393k
363k
325k
Al(OH)3↓, CrO 42- (or Cr 2O 72-)
得土黄色溶液，放置则变为红褐色。B 中加人KSCN 及少量丙酮时成蓝色溶液：判断A 是什么氧化物。写出有关反应式。 解：A ：Co 2O 3; B: CoCl 2; C: Cl 2
Co 2O 3(黑色)+6HCl=2CoCl 2(粉红色)+Cl 2+3H 2O 2KI+Cl 2=I 2+2KCl
CoCl 2+2KO H= Co(OH)2↓(桃红色)+2KCl CoCl 2+6NH 3(过量)+2OH -
=[Co(NH 3)6]Cl 2 (红色) [Co(NH 3)6]2++O 2+H 2O ＝[Co(NH 3)6]3+(红褐色)+4OH - CoCl 2+4SCN -(ac etone)＝[Co(NCS)4]2-(蓝色)
7. 将浅蓝绿色晶体A 溶于水后加入氢氧化钠溶液和H 2O 2并微热，得到棕色沉淀B 和溶液C 。B 和C 分离后将溶液C 加热有碱性气体D 放出。B 溶于盐酸得黄色溶液E 。向E 中加入KSCN 溶液有红色的F 生成。向F 中滴加SnCl 2溶液则红色褪去，F 转化为G 。向G 中滴加赤血盐溶液有蓝色沉淀H 生成。向A 的水溶液中滴加BaCl 2溶液有不溶于硝酸的白色沉淀生成。给出A —H 代表的化合物或离子，并写出各步反应方程式。
解：
A: [Fe(NH 3)6]SO 4
B: Fe(OH)3 C: NH 4
+
D : N H 3 E: Fe
3+
F: [Fe(SCN)n ]
3-n
G: Fe 2+ H: [Fe(SCN)n ]2-n
2NH 4++Fe 2++H 2O 2
3↓+2NH 3·H 2O+2OH -
2NH 3·H 2O 3+H 2O
Fe(OH)3+3HCl=FeCl 3+3H 2O Fe 3++nSCN -=[Fe(SCN)n ]3-n
2[Fe(SCN)n ]3-n +Sn 2+=Sn 4++2Fe 2++2nSCN - K ++Fe 2++ [Fe(SCN)6]3-=KFe[Fe(SCN)6]
8. 蓝色化合物A 溶于水得粉红色溶液B 。向B 中加入 过量氢氧化钠溶液得粉红色沉淀C 。用次氯酸钠溶液处理C 则转化为黑色沉淀D 、洗涤、过滤后将D 与浓盐酸作用得蓝色溶液E 。将E 用水稀释后又得到粉红色溶液B 。写出A ，B ，C ，D ，E 所代表的物质，写出相应的反应方程式。
A:CoCl 2; B:CoCl 2.6H 2O C:Co(O H)4
2-
D : Co(O H)3
E:
CoCl 2
CoCl 2+ 6H 2O= CoCl 2.6H 2O
CoCl 2.6H 2O+ 4OH -= Co(OH)42-+2 Cl -+6H 2O H 2O+ 2Co(OH)42-+ClO -= 2Co(OH)3↓+ Cl -+ 4OH -
△
△
2Co(OH)3+6HCl= 2CoCl 2+ Cl 2↑+6H 2O CoCl 2+6H 2O= CoCl 2.6H 2O
9. 混合溶液A 为紫红色。向A 中加入浓盐酸并微热得到蓝色溶液B 和气体C 。向A 中加入N aO H 溶液则得到棕黑色沉淀D 和绿色溶液E 。向A 中通入过量二氧化硫则溶液最后变为粉红色溶液F 。向F 中加入过量氨水得到白色沉淀G 和棕黄色溶液H 。G 在空气中缓慢转变为棕黑色沉淀。将D 与G 混合后加入硫酸又得到溶液A 。请问，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 各为什么化合物或离子？并给出相关的反应方程式。
解：A:Co 3+/MnO 4- B:Co Cl 42-和Mn 2+ C:Cl 2 D: Co(OH)3 E: MnO 4
2-
F : Co 2+和Mn 2+ G:Mn(OH)2 H:Co(N H 3)62+
2 Co 3++2HCl= 2Co 2++ Cl 2↑+2H+
2MnO 4-+16HCl=2 Mn 2++ 5Cl 2↑+8H 2O+6Cl - Co 3+
+ 3OH -
= Co(OH)3↓
4MnO 4-+ 4OH -= 4MnO 42+O 2↑+2H 2O 4OH - +2Co 3++SO 2=2Co 2+ +SO 42-+2H 2O 2MnO 4- +5SO 2+ 4OH -= 5SO 42-+2 Mn 2++2H 2O Mn 2++2NH 3。H 2O=Mn(OH)2↓+2NH 3+2H+ Co 2++6NH 3.H 2O=Co(NH 3)62++6H 2O
4Co(NH3)62++O 2+2H 2O=4(Co(NH 3)6)3++4OH- 2H ++Mn(O H)2+O 2=Mn(OH)2↓+H 2O
10. 已知：[Fe(bipy)3]3++e
3]2+，E θ＝1.03V ；K Θf ( [Fe(bipy)3]3+)＝1.82×1014，
求：K Θ
f ( [Fe(bipy)3]2+
)；并比较两个配合物的稳定性。
解：公式
33232f 32f 3K (Fe(bipy))0.0592E [Fe(bipy)
/Fe(bipy)
)E (Fe
/Fe
)lg
n
K (Fe(bipy))
Θ+
Θ
+
+
Θ+
+
Θ
+
=-
已知公式中两个电对的E Θ值，要计算公式右边的配离子[Fe(bipy)3]3+)的稳定常数。现在只要推出公式就可解答此题了。下面推导公式：
将电对Fe 3+/Fe 2+和电对[Fe(bipy)3]3+/[Fe(bipy)3]2+组成原电池。电对Fe 3+/Fe 2+为原电池的负极，电对[Fe(bipy)3]3+/[Fe(bipy)3]2+为原电池的正极。根据Nernst 方程式，各电对的电极电势分别为：
2323232323230.0592c(Fe )E (Fe
/Fe )E (Fe
/Fe )lg
n
c(Fe )0.0592c(Fe(bipy))E[Fe(bipy)/Fe(bipy))E [Fe(bipy)
/Fe(bipy))lg
n
c(Fe(bipy))
+
+
+Θ+
+
+
++
+
Θ
+
+
+
=-
=-
当反应达到平衡时，E=0，即
E([Fe(bipy)3]3+/[Fe(bipy)3]2+)=E(Fe 3+/Fe 2+)
223232330.0592c(Fe
)
0.0592c(Fe(bipy)
)
E (Fe
/Fe
)lg
E [Fe(bipy)
/Fe(bipy)
)lg
n
c(Fe )
n c(Fe(bipy))++Θ
+
+
Θ+
+
+
+
-
=-
223232330.0592c(Fe
)
0.0592c(Fe(bipy)
)
E [Fe(bipy)
/Fe(bipy)
)E (Fe
/Fe
)lg
lg
n
c(Fe )
n
c(Fe(bipy))
++Θ+
+
Θ
+
+
+
+
=-
+
2332320.0592c(Fe )
c(Fe(bipy))E (Fe
/Fe
)lg
n
c(Fe )
c(Fe(bipy)
)
++
Θ+
+
+
+
=-
?
332f 32f 3K (Fe(bipy))0.0592E (Fe
/Fe
)lg
n
K (Fe(bipy))
Θ
+
Θ+
+
Θ
+
=-
14
2f 3218
f 30.0592 1.8210
1.030.771lg
1
K (Fe(bipy))
K (Fe(bipy)) 4.3210
Θ+
Θ
+
?=-
=?
答：K Θf ( [Fe(bipy)3]2+)为 4.316×1018，由于K Θf ( [Fe(bipy)3]2+)＞K Θf ([Fe(bipy)3]3+),所以配合物[Fe(bipy)3]2+性质比较稳定。
11. 已知反应： Co 2++6NH 33)6]2+，K θ＝1.3×105， Co 3++6NH 3[Co(NH 3)6]3+, K θ＝1.6×1035
Co 3+
+e
2+
, E θ
(Co 3+
/Co)=1.808V
求反应：[Co(NH 3)6]3++e 3)6]2+的标准电极电势E θ。
已知：Co 3++e
2+ ,E θ(Co 3+/Co)=1.808V
K f Θ[Co(NH 3)62+=1.29×105, K f Θ[Co(NH 3)63+]=1.58×1035， 求：[Co(NH 3)6]3++e 3)6]2+的E θ。
解：E Θ([Co(NH 3)6]3+/ [Co(NH 3)6]2+)= E Θ(Co 3+/ Co 2+)-0.0592lg[c(Co 2+)/c(Co 3+)]
=1.808+0.0592lg[K f Θ[Co(NH 3)62+]/ K f Θ[Co(NH 3)63+] =1.808+0.0592lg[(1.29×105)/(1.58×1035)] =0.027V
13-6 铜族元素 13-6-1 铜族元素概述 一、铜族元素通性 1.价层电子构型为(n-1)d10n s1,氧化数有+1、+2、+3，铜、银、金最常见的氧化数分别为+2、+1、+3 。 2.铜族金属离子具有较强的极化力，本身变形性又大，所以它们的二元化合物一般有相当程度的共价性。 3.与其它过渡元素类似，易形成配合物。 二、铜族元素单质 1.它们的密度大，都是重金属，其中金的密度最大，为19.3g·cm-3。 2.硬度小、有极好的延展性和可塑性，金更为突出， 3.导热、导电能力极强，尤以银为最，铜是最通用的导体。 4.铜、银、金能与许多金属形成合金。 5.铜、银、金的化学活泼性较差。 铜：在干燥空气中铜很稳定，有二氧化碳及湿气存在，则表面上生成绿色的碱式碳酸铜 2Cu + O2 + H2O + CO2─→ Cu2(OH)2CO3 金：在高温下唯一不与氧气起反应的金属，在自然界中仅与碲形成天然化合物(碲化金)。 银：在室温下不与氧气、水作用，即使在高温下也不与氢、氮或碳作用，与卤素反应较慢，但即使在室温下与含有H2S的空气接触时，表面因蒙上一层Ag2S而发暗，这是银币和银首饰变暗的原因。 4Ag + 2H2S + O2─→ 2Ag2S + 2H2O 铜、银不溶于非氧化性稀酸，能与硝酸、热的浓硫酸作用： Cu + 4HNO3(浓)─→ Cu(NO3)2 + NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀)─→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 2H2SO4(浓) ─→ CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 2Ag + 2H2SO4(浓) ─→ Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O Ag + 2HNO3(65%) ─→ AgNO3 + NO2↑+ H2O 金不溶于单一的无机酸中，但金能溶于王水(浓HCl:浓HNO3 = 3:1的混合液)中： Au + HNO3+ 4HCl ─→ H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
1、 下列氢氧化物中具有两性的是（A ） (A) Cr(OH)3 (B) Fe(OH)3 (C) Ni(OH)2 (D) Mn(OH)2 2、下列氢氧化物中可溶于NaOH 溶液，又能溶于NH 3·H 2O 的是（D ） (A) Al(OH)3 (B) Bi(OH)3 (C) Ni(OH)2 (D) Zn(OH)2 3、CrCl 3溶液与下列物质作用时，即生成沉淀又生成气体的是（C ） (A) NH 3·H 2O (B) NaOH (C) Na 2CO 3 (D) 锌粉 4、能使酸性KMnO 4溶液褪色的试剂有（B ） (A) Fe(NO 3)3 (B) NaNO 2 (C) Na 2CO 3 (D) Na 2SO 4 5、下列氢氧化物溶于浓HCl 的反应不仅仅是酸碱反应的是（D ） (A) Fe(OH)3 (B) Cr(OH)3 (C) Mn(OH)2 (D) Co(OH)3 6、K 2Cr 2O 7溶液与下列试剂反应，没有沉淀生成的是（B ） (A) H 2S (B) H 2O 2 (C) KI (D) AgNO 3 7、下列试剂中，不能与FeCl 3溶液反应的是（D ） (A) Fe (B) Cu (C) KI (D) SnCl 4 8、下列各组物质能用NaOH 分离的有（D ） (A) Zn 2＋，Cu 2＋ (B) Mn 2＋，Ni 2＋ (C) Pb 2＋，Cr 3＋ (D) Zn 2＋，Mg 2＋ 9、下列各组物质能用NH 3·H 2O 分离的有（C ） (A) Zn 2＋，Cu 2＋ (B) Co 2＋，Ni 2＋ (C) Cu 2＋，Al 3＋ (D) Mn 2＋，Fe 3＋ 10、下列各组离子能够共存的是（B D ） (A)2N O -，4M nO - (B)227C r O -24C rO - (C) Fe 3＋，I - (D) Cr 3＋，Fe 2＋ 11、锰的下列物种中，在酸性溶液中发生歧化反应的是（A C ） (A) 24M nO - (B) MnO 2 (C) Mn 3＋ (D) Mn 2＋ 12、下列物质不易被空气中O 2氧化的是（B ） (A) Mn(OH)2 (B) Ni(OH)2 (C) [Co(NH 3)6]2＋ (D) [Cu(NH 3)2]＋ 13、下列各组金属与相应的盐可以反应的是（A D ） (A) Fe 与Fe 3＋ (B) Cu 与Cu 2＋ (C) Zn 与Zn 2＋ (D) Sn 与Sn 4＋ 14、欲使软锰矿(MnO 2)转变为K 2MnO 4应选择的试剂是 (A ) (A) KClO 3(s) + KOH(s) (B) 浓HNO 3 (C)Cl 2 (D) O 2 15、仅用一种试剂，即可将Ag +, Hg 2+, Cr 3+, Fe 3+, Ni 2+五种离子区分开，这种试剂可选用 (C )
第十四章碳族元素 总体目标： 1.掌握碳、硅单质、氢化物、卤化物和含氧化物的性质和制备 2.了解硅酸和硅酸盐的结构与特性 3. 了解锗、锡、铅单质、氧化物、氢氧化物的性质 各节目标： 第一节碳单质及其化合物 1.了解单质碳的结构、同素异形体和性质 2.掌握CO、CO2的结构、性质、制取和用途；碳酸的酸性；碳酸盐的水解性和热稳定性。 第二节硅单质及其化合物 1.掌握单质硅的结构、性质和制取 2.掌握SiO2的结构和性质 3.了解硅酸的酸性；硅酸盐的结构和性质；A型分子筛的结构和实际应用 4.掌握硅烷的制备、热稳定性、还原性和水解性 5.了解卤化硅的制备和性质 第三节锗、锡、铅 1.了解锗、锡、铅单质的性质；氧化物、氢氧化物的酸碱性 2.掌握Sn(Ⅱ)的还原性、水解性和Pb(Ⅳ)的氧化性、Pb(Ⅱ)盐的溶解性，从而掌握高价化合物氧化—还原的变化规律。 习题 一选择题 1.石墨晶体中层与层之间的结合力是( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A．金属健 B.共价健 C.范德华力 D.离子键 2.碳原子之间能形成多重键是因为( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A．碳原子的价电子数为4 B.碳原子的成键能力强 C.碳原子的半径小 D.碳原子有2p电子 3.下列碳酸盐与碳酸氢盐，热稳定顺序中正确的是( )
A.NaHCO 3
过渡元素的性质及其应用 过度元素小组 2004年04月 i
摘要 过度元素是化学走棋表中元素最多的一部分鉴于人员有限和个人兴趣我们主要介绍了钛、锰、铂、铁四种元素。首先我们从总体上对化学元素进行了一些介绍，即为第一章；第二章是钛，元素钛（Ti）是一种过渡金属，从20世纪40年代以后，钛及其化合物被广泛应用于制造、催化以及石油化工等领域。本文将就其重要性质、工业制取及应用作出阐述；第三章是锰，主要介绍了二氧化锰的吸附性；第四章对铁的化合物进行了较为系统的介绍。而第五章主要介绍了铂的化学性质和铂在催化，只要等方面的应用。第二章是本报告的重点。 目录 第一章过度元素简介与性质 1 第二章钛金属的性质和应用 2 第三章锰的性质及应用 6 第四章铁及其化合物的应用 7 第五章铂的性质及应用 9 第六章附言 10
词汇表 词汇。 过渡元素 外过渡元素(d-过渡元素) 内过渡元素(f-过渡元素) 钛的性质、制取、应用、钛粉的应用 氨冷凝器 复合半导体 零点电荷 螯和作用
第一章、过渡元素简介与性质 一、简介 （1）过渡元素是位于周期表中央的金属元素(接于碱土族之后)，不象一般的典型金属元素(A族元素)，同一行有相似的化学性质，其化学性质相差很大。 （2）过渡元素分为两类 外过渡元素(d-过渡元素)：最后一个电子填入d轨道； 内过渡元素(f-过渡元素)：最后一个电子填入f 轨道。 1.2 性质 过渡元素均为金属元素，具有金属光泽，并为电、热的良导体。 （1）除ⅡB族的锌、镉、汞因ns及(n-1)d价轨道已完全填满，阳离子电荷密度小，故金属键较弱导致熔点、沸点，汽化热低外，其余的过渡元素均为高熔点、高沸点及高汽化热。 （2）具有多种氧化态，可形成各种化合物，如锰具+2、+3、+4、+6及+7氧化数：钴具有+2，+3氧化数；铁具+2，+3氧化数等。 化合物中的过渡元素大都具有未填满电子的d轨道及未成对电子 具有颜色 二、过渡元素的性质 1. 过渡元素：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等 价电子组态：3d1-104s2(Cu、Cr例外) Cr→3d54s1 Cu→3d104s1 2. 原子量随原子序增大而增大(例外：Co>Ni) 3. 地壳存量：以铁最丰富；铜之活性较小，可以游离态存在 4. 原子半径及离子半径由Sc至Ni大致随原子序增大而减小，但变化不大 5. 游离能不高，相近 IE1最大：Zn；IE2最大：Cu；IE3最大：Zn 而IE1、IE2及IE3最小者均为Sc。 6. 除锌外，熔点、沸点、汽化热均高。 7. 密度：除锌外，大致随原子序数的增加而增大。 8. 标准还原电位大致随原子序数的增加而增大 除Cu外，其余皆为负值 9. 氧化数：随原子序的增加而先增后减 Sc(+3)、Ti(+4)、V(+5)、Cr(+6)、Mn(+7)、Fe(+3)、Co(+2)、Ni(+4)、Cu(2+)、Zn(+2) 第一列过渡元素在高氧化态时均非以其阳离子的水合离子存在(即无V5+(aq)、Cr6+(aq)、Mn7+(aq))，而以共价性的含氧离子存在，如VO2+、CrO42-及MnO4-，最大氧化数不超过最外层3d与4s轨道的价电子总数 1
第13章 过渡元素 [习题] 1. 解：(1)2Cu + → Cu 4434421湿空气 O 2H 2CO 2O ++2(OH)2CO 3↓ (2) Cu 2O + 2Cl - + 2H + → 2CuCl 2↓+ H 2O (3) Cu 2O +2H + → Cu 2+ + Cu ↓+ H 2O (4) 2Cu 2+ + 4I - → 2CuI ↓+ I 2 (5) 2Cu 2+ + 6CN -(过量) → 2[Cu(CN)2] - + (CN)2↑ (6) AgBr + 2S 2O 32- → [Ag(S 2O 3)2] 3- + Br - (7) Zn 2+ + 4NH 3·H 2O(过量) → [Zn(NH 3)4]2+ + 4H 2O (8) Hg 2+ + 4I - (过量) → [HgI 4] 2- (9) Hg 22+ + 4I - (过量) → [HgI 4] 2- + Hg ↓ (10) Hg 2+ + 2OH - → HgO ↓+ H 2O (11) Hg 2Cl 2 + SnCl 2 → 2Hg ↓+ SnCl 4 (12) HgS + S 2- → [HgS 2]2- ※2. 解：简单工艺流程如下： (1) 配制工业纯ZnCl 2溶液，用稀HCl 调节溶液pH = 1~2，加入少量Zn 粉，除去重金属离子(Pb 2+、Cu 2+等)杂质。 (2) 过滤，除去重金属离子后的清夜中加入少量H 2O 2(3%)，将Fe 2+氧化为Fe 3+。 (3) 用NH 3·H 2O 调节溶液pH = 4，通H 2O(g)加热，使Fe 3+沉淀完全，过滤除去Fe(OH)3。 (4) 滤液中加入饱和NH 4HCO 3溶液，调节溶液pH = 8，生成白色沉淀。 (5) 过滤，将沉淀离心甩干，再用热水洗涤多次，直到用AgNO 3试剂检查Cl -含量达标为止。 (6) 沉淀经干燥焙烧，即得产品ZnO 试剂。 3. 解：(1) 先有白色沉淀生成，由于白色Zn(OH)2沉淀溶于NaOH ，因而加过量NaOH 时白色沉淀消失。 Zn 2++2OH -(适量) →Zn(OH)2↓ Zn(OH)2+2OH -(过量) →[Zn(OH)4]2- (2) 先有浅蓝色Cu 2(OH)2SO 4沉淀，NH 3·H 2O 过量时，沉淀因[Cu(NH 3)4]2+形成而溶解。 2Cu 2++2NH 3·H 2O+SO 42- → 2Cu 2(OH)2SO 4↓+2NH 4+ Cu 2(OH)2SO 4 +8NH 3·H 2O (过量) →2[Cu(NH 3)4]2+ +2OH -+SO 42-+ 8H 2O
第13章 过渡元素 习题参考答案 1．解：(1) TiO 2+ H 2SO 4(浓) ?→? ? TiOSO 4+ H 2O (2) TiCl 4 + 3H 2O → H 2TiO 3↓ + 4HCl↑ (3) VO 43-+ 4H +(过量) → VO 2+ +2H 2O (4) 2VO 2++ SO 32-+ 2H + → 2VO + +SO 42-+H 2O (5) 5VO 2++ MnO 4-+H 2O→ 5VO 2+ + Mn 2++ 2H + (6)V 2O 5 + 6H + + 2Cl - → 2VO 2+ + Cl 2↑+ 3H 2O (浓HCl) (7) V 2O 5 + 6OH -?→?冷 2VO 43- + 3H 2O V 2O 5 + 2OH -?→?热 2VO 3- + H 2O 2．解: 最终产物分别为VO 2+、V 3+ 、V 2+ 3．解：(1) 2[Cr(OH)4]- + 3Br 2+ 8OH -→ 2CrO 42- + 6Br -+ 8H 2O (浓HCl) (2) Cr 2O 72- + 3H 2S+ 8H + → 2 Cr 3+ + 3S ↓+ 7H 2O (3) Cr 2O 72-+ 6I -+ 14H + → 2 Cr 3+ + 3I 2 + 7H 2O (4) Cr 2O 72- + 14H + + 6Cl - →2 Cr 3++ 3Cl 2↑ + 7H 2O (浓HCl) (5) Cr 2O 3+ 3K 2S 2O 7+ 6H + → 2Mn 2+ +5O 2↑+ 8H 2O (6) 2Cr 3++ 3S 2-+ 6H 2O → 2 Cr(OH)3↓+ 3H 2S ↑ 4．解： 5．解： f K ([Fe(bipy)3]2+)=4.32?1018; 即[Fe(bipy)3]2+更稳定 6．解：A 是K 2MnO 4 (1)3 MnO 42- + 2CO 2 → MnO 2↓+ 2MnO 4- + 2CO 32- (A) (B) (C) MnO 2 + 4HCl(浓) → MnCl 2 + Cl 2↑+ 2H 2O (B) (D) (2)3Mn 2+ + 2MnO 4- + 2H 2O → 5MnO 2↓ + 4H + (C) (B)
第19章过渡元素（一） 19.1 引言 过渡元素位于周期表中部，原子中d或f亚层电子未填满。这些元素都是金属，也称为过渡金属。根据电子结构的特点，过渡元素又可分为：外过渡元素（又称d区元素）及内过渡元素（又称f区元素）两大组。 ●外过渡元素包括镧、锕和除镧系锕系以外的其它过渡元素，它们的d 轨道没有全部填满电子，f轨道为全空（四、五周期）或全满（第六周期）。 ●内过渡元素指镧系和锕系元素，它们的电子部分填充到f轨道。 d区过渡元素可按元素所处的周期分成三个系列： ①位于周期表中第4周期的Sc～Ni------称为第一过渡系元素 ②第5周期中的Y～Pd称为第二过渡系元素 ③第6周期中的La～Pt称为第三过渡系元素 本章所讨论的过渡元素只包括周期系第4、5、6周期从ⅢB族到ⅧB族的元素，具有(n-1)d轨道未充满的那些元素，共有8个直列，25种元素（如表19-l方框内的元素）。镧系和锕系元素的性质，在第21章讨论。 19.2 过渡元素的基本性质 过渡元素具有许多共同的性质： ◆它们都是金属，硬度较大，熔点和沸点较高，有着良好的导热、导电性能，易生成合金。 ◆大部分过渡金属与其正离子组成电对的电极电势为负值，即还原能力较强。例如，第一过渡系元素一般都能从非氧化性酸中置换出氢。 ◆大多数都存在多种氧化态，水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。 ◆具有部分填充的电子层，能形成一些顺磁性化合物。 ◆原子或离子形成配合物的倾向较大。
19.2.1 过渡元素原子的电子构型 过渡元素原子电子构型的特点是它们的 d 轨道上的电子未充满（Pd例外），最外层仅有1~2个电子，它们的价电子构型为(n-1)d1-9n s1-2（Pd为4d105s0）。 表19-3 过渡元素原子的价电子层结构和氧化态 元素Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 价电子层结构3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s2 氧化态(+Ⅱ) +Ⅲ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ (+Ⅵ) +Ⅱ +Ⅲ +Ⅱ (+Ⅲ) 元素Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 价电子层结构4d15s24d25s24d45s14d55s14d55s24d75s14d85s14d105s0 氧化态+Ⅲ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ 元素La Hf Ta W Re Os Ir Pt 价电子层结构5d16s25d26s25d36s25d46s25d56s25d66s25d76s25d96s1 氧化态+Ⅲ+Ⅲ +Ⅳ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅷ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ 注：划横线的表示比较常见、稳定的氧化态；带括号的表示不稳定的氧化态。 多电子原子的原子轨道能量变化是比较复杂的，由于在4s和3d、5s和4d、6s和5d轨道之间出现了能级交错现象，能级之间的能量差值较小，所以在许
第十四章d区元素 一.选择题 1．最难熔的金属是 A. Cr B. W C. Os D. Ta 2．族金属元素的化学活性随原子序数的增加而增加,但例外的是 A. ⅠA B. ⅠB C. ⅢA D. ⅢB 3. 同一族过渡元素,从上到下,氧化态的变化 A. 趋向形成稳定的高氧化态 B. 趋向形成稳定的低氧化态 C. 先升高而后降低 D. 没有一定规律 4.关于过渡金属氧化态的一些说法中,正确的是 A. 在同一过渡系列中金属的氧化态,随(n-1)d,ns轨道中价电子数增多而逐渐升高 B. 在过渡金属的各类化合物中,最低氧化态只能是+2 C. 各族过渡金属自上而下,因核电荷增加,高氧化态趋向于不稳定 D.在氧化物和氟化物中,过渡金属可出现稳定的高氧化态 5.周期表中第5,6周期同族上下两个元素的性质很相似是由于 A. 原子半径增大 B. 镧系收缩 C. 核电荷增多 D. 电子层数减少 6下列说法错误的是 A. TiO2能溶于热浓硫酸 B. TiO2能溶于浓盐酸 C. TiO2能溶于熔融碱 D. TiO2是两性产物 7在TiOSO4溶液中加入H2O2溶液,溶液呈黄色,此溶液中含有 A. Ti3+(aq) B. [TiO(H2O2)2]2+ C. Ti(H2O2)24+ D. Ti(O2)2 8向紫色Cr2(SO4)3溶液中加入适当NaOH锝到 A. 紫色胶状沉淀 B. 灰蓝色晶状沉淀 C. 紫色晶状沉淀 D. 灰蓝色胶状沉淀 9实验室中的铬酸盐洗液,若变绿而失效时,可用那种试剂使其再生 A. 浓硫酸 B. 浓硝酸 C. 双氧水 D. KMnO4 10按H2CrO4H2MoO4H2WO4的顺序,下列说法正确的是 A. 热稳定性逐渐小 B. 生成多酸的趋势增加
第14章过渡金属（Ⅰ） Chapter 14 Transition Metal （Ⅰ） 引言 具有部分充填d或f电子元素为过渡元素。过渡元素分为外过渡族元素（d 区元素）及内过渡元素（f区元素）。钪Sc，钇Y，镧La和镧系元素在性质上非常相似，常被总称为稀土元素。 d 区: ⅢB ~ Ⅷ(n-1)d1-9ns1-2 （Pd例外4d105s0 ⅢB 钪Sc 钇Y 镧La ⅣB 钛Ti 锆Zr 铪Hf ⅤB 钒V 铌Nb 钽Ta ⅥB 铬Cr 钼Mo 钨W ⅦB 锰Mn锝Tc 铼Re 14.2 过渡元素基本性质 1、都有较大的硬度、熔点和沸点。它们的导电性、导热性好，相互间可形成合金。 2、大多数溶于酸，只是有些“贵”金属电极电势较大，难与普通的酸反应。 3、除IIIB族外，都有多种氧化态，水合离子和酸根离子常呈现一定颜色。 4、d区元素原子的价电子层构型 5、原子半径从左到右逐渐减小 6、d区元素的第一电离能 总趋势：同周期左?右由小?大,幅度不大同副族不规律 d区元素的物理性质 熔点、沸点高熔点最高的单质：钨 硬度大硬度最大的金属：铬 密度大密度最大的单质：锇 导电性，导热性，延展性好。 单质的化学性质 IIIB族是它们中最活泼的金属，性质与碱土金属接近。同族元素的活泼性从上到下依次减弱。总趋势：从左至右活泼性降低。 d区元素离子的颜色 氧化物及其水合物的酸碱性 同种元素，不同氧化态的氧化物，其酸碱性随氧化数的降低酸性减弱，碱性增强 Mn2O7MnO3MnO2Mn2O3MnO 这是由于其水合物中非羟基氧的数目减少。 同一过渡系内各元素的最高氧化态的氧化物及水合物，从左到右碱性减弱，酸性增强。 Sc2O3TiO2CrO3Mn2O7 同族元素，自上而下各元素相同氧化态的氧化物及其水合物，通常是酸性减弱，碱性增强。H2CrO4H2MoO4H2WO4 配合能力强，易形成一系列配合。它们的电负性较大，金属离子与配体间的相互作用加强，形成较稳定的配合物。中心离子半径在0.075~0.06nm范围内的配合物表现的较突出，主要表现在配位体交换慢，有些很慢。如：CrCl3·6H2O在水溶液中长期放置：
第20章过渡元素(二) 一、是非题 1.第Ⅷ族在周期系中位置的特殊性, 是与它们之间性质的类似和递变关系相联系的,除了存在通常的垂直相似性外, 而且还存在更为突出的水平相似性.() 2.铁系元素不仅可以和CN-、F-、C2O42-、SCN-、Cl-等离子形成配合物,还可以与CO、NO等分子以及许多有机试剂形成配和物,但Fe2+和Fe3+均不能写出稳定的氨合物.() 3.在水溶液中常用φθMn+/M判断金属离子Mn+的稳定性, 也可以从φθ值判断金属的活泼性.() 4.铁系元素和铂系元素因同处于第Ⅷ族,它们的价电子构型完全一样.() 5.铁系元素中，只有最少d电子的铁系元素可以写出FeO42-，而钴,镍则不能形成类似的含氧酸根阴离子.() 二、选择题 1.用浓盐酸处理Fe(OH)3,Co(OH)3沉淀时观察到的现象是() A.都有氯气产生 B.都无氯气产生 C.只有Co(OH)3于HCl作用时才产生氯气 D.只有Fe(OH)3于HCl作用时才产生氯气 2.黄血盐与赤血盐的化学式分别为() A.都为K3[Fe(CN)6] B.K3[Fe(CN)6]和K2[Fe(CN)4] C.K4[Fe(CN)5]和K4[Fe(CN)4] D.K4[Fe(CN)6]和K3[Fe(CN)6] 3.Fe2+、Fe3+与SCN-在溶液中作用时的现象是() A.都产生蓝色沉淀 B.都产生黑色沉淀 C.仅Fe3+与SCN-生成血红色的 [Fe(SCN)6]3- D.都不对 4.Fe2+与赤血盐作用时的现象是() A.产生滕氏蓝沉淀 B.产生可溶性的普鲁氏蓝 C.产生暗绿色沉淀 D.无作用 5.Fe3+与NH3·H2O(aq)作用的现象是() A.生成[Fe(NH3)6]3+溶液 B.生成[Fe(NH3)6](OH)3沉淀 C.生成Fe(OH)3红棕色沉淀 D.无反应发生. 6.摩尔盐的化学式是() A.一种较为复杂的复盐 B.(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O C.Fe2(SO4)3 D.都可以 7.用以检验Fe2+离子的试剂是() A.NH4CNS B.K3[Fe(CN)6] C.K4[Fe(CN)6] D.H2SO4 三、填空题 1.按照酸碱质子理论，[Fe(H2O)5(OH)]2+的共轭酸是( )，其共轭碱为( ). 2.实验室中作干燥剂用的硅胶常浸有( )，吸水后成为( )色水合物, 分子式是( )，在( )K下干燥后呈( )色. 四、简答题 向Fe3+离子的溶液中加入硫氰化钾或硫氰化铵溶液时,然后再加入少许铁粉, 有何现象并说明之? 五、综合题 1.现有一种含结晶水的淡绿色晶体，将其配成溶液，若加入BaCl2溶液，则产生不溶于酸的白色沉淀；若加入NaOH溶液，则生成白色胶状沉淀并很快变成红综色。再加入盐酸，此红综色沉淀又溶解，滴入硫氰化钾溶液显深红色。问该晶体是什么物质?写出有关的化学反应式。 2.金属M溶于稀盐酸时生成MCl2，其磁矩为5.0B.M.在无氧操作条件下，MCl2溶液遇NaOH 溶液生成一白色沉淀A。A接触空气，就逐渐变绿，最后变成棕色沉淀B。灼烧时B生成了棕红色粉末C，C经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D。B 溶于稀盐酸生成溶液E，它使KI溶液氧化成I2，但在加入KI前先加入NaF，则KI将不被E所氧化。若向B的浓NaOH 悬浮液中通入氯气时可得到一红色溶液F，加入BaCl2时就会沉淀出红棕色固体G，G是一种强氧化剂。试确认A至G所代表的物质，写出有关反应式。 参考答案 第20章过渡元素(二) 一、是非题 1.[是] 2.[是] 3.[非] 4.[非] 5.[是] 二、选择题
第10章习题 1 简要回答问题 (1) 什么叫稀土元素? 什么叫镧系元素? 答：参见本书10.1节《概述》。 (2) 镧系收缩的原因是什么? 简述镧系收缩造成的影响。 答：关于镧系收缩的原因参见本书10.1.2节《原子半径和离子半径》。 由于镧系收缩的影响，使第二、三过渡系的Zr和Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素的半径相近，化学性质相似，分离困难。 (3) 为什么Eu、Yb原子半径比相邻元素大? 而Ce又小? 答：① Eu、Yb元素参与形成金属键的电子数为2，Ce为3.1，其余为3.0； ② Eu、Yb具碱土性； ③ Eu、Yb的f7、f14的半充满和全充满的结构能量低、稳定、屏蔽大，核对外面的6s电子吸引较弱。 (4) 为什么镧系元素的电子结构在固态和气态不同? 解：参见本书10.1.1节《镧系元素的价电子层结构》。 (5) 镧系离子的电子光谱同d区过渡金属离子相比有何不同? 为什么? 解：除La3＋、Lu3＋离子的4f电子层是全空(4f0)和全满(4f14)之外，其余Ln3＋离子4f轨道上的电子数由1到14，这些电子可以在7条4f简并轨道上任意排布，这样就会产生各种光谱项和能级。4f 电子在不同能级间跃迁可以吸收或发射从紫外经可见直至红外区的各种波长的电磁辐射。通常具有未充满的4f电子壳层的原子或离子，可以观察到的光谱线大约有30 000条，而具有未充满d电子壳层的过渡金属元素的谱线约有7 000条。 在理论上，f→f跃迁产生的谱线强度不大。但是某些f→f跃迁的吸收带的强度，随镧系离子周围环境的变化而明显增大(这种跃迁称为超灵敏跃迁)。这可能是由于配体的碱性、溶剂的极性、配合物的对称性以及配位数等多种因素的影响，亦即离子周围环境的变化，再加上镧系离子本身的性质等诸因素的综合作用所引起的。镧系离子的吸收谱带范围较广且镧系离子光谱谱带狭窄，表明电子跃迁时并不显示激发分子振动，狭窄的谱带意味着电子受激发时分子势能面几乎没有变化，这与f 电子与配体只存在弱相互作用相一致。镧系离子光谱还有一个特征是化合物的吸收光谱和自由离子的吸收光谱基本一样，都是线光谱，这是由于4f轨道外面的5s2、5p6电子层的屏蔽作用，使4f轨道受化合物中其他元素或基团的势场(晶体场或配体场)影响较小的缘故，而d区过渡元素化合物的光谱，由于受势场影响，吸收光谱由气态自由离子的线状光谱变为化合物和溶液中的带状光谱。 (6) 镧系离子的磁性变化有什么规律性? 答：参见本书10.2.3节《镧系元素的磁学性质》。 2 试总结本章所介绍的镧系元素在性质上变化的规律性，并讨论其原因。 答：参见本书10.3节《镧系元素性质递变的规律性》中的单向变化、Gd断效应、峰谷效应(双峰效应)、奇偶变化、周期性变化、三分组效应、四分组效应、双－双效应和斜W效应。 3 结合实际情况讨论镧系元素的应用。 解：主要用于炼钢的除氧剂和除硫剂，改善钢铁的结构和可塑性。也用来制造完全无色或带有各种色彩的高级玻璃，例如在玻璃中加入Ce(Ⅳ)化合物不仅可以使其脱色，而且可防止紫外线和红外线的透过；加入氧化镧的玻璃，由于折射率增加的同时色散率减少，因而具有优良的光学性能，可以用来改进摄影机镜头的质量，扩大视场角，提高鉴别本领。 用镧系元素制得的Nd－Fe－B和Sm－Co磁性材料，磁性极强。 镧系元素有着特异的电子结构和线状发光性质，可产生高效率的激光，如掺有钕的玻璃就是一种很好的激光材料。 162
过渡元素概论 1.讨论过渡元素下列性质的变化倾向 （1）半径（2）氧化态（3）电离能（4）磁性（5）颜色（6）熔点2.请回答和说明过渡元素的一些性质 （1）有可变的氧化态？ （2）形成许多配合物？ （3）产生有色的顺磁性的离子和化合物？ （4）有好的催化活性 （5）E?虽为负值，但不是好的还原剂？ 3.解释下列事实： （1）某些含氧酸根离子（如MnO 4－、CrO 4 2－、VO 4 3－等）呈现颜色的原因。 （2）Cu2＋是有色的、顺磁性的离子，而Zn2＋是无色的，抗磁性的？K＋、Ca2＋离子是无色的，Fe2＋、Mn2＋、Ti2＋离子都有颜色？（通常指水合金属离子的颜色） （3）许多过渡元素E?虽为负值，但不能从酸中放出氢气？ （4）实验测定四羟基合镍中的Ni－C键的键长要比理论推测的值约短10％。 4.比较N 2 与CO和过渡金属配合能力的相对大小？CO与金属配合反应发生在哪一端？为什么？ 5.过渡元素低氧化态和高氧化态稳定存在的条件是什么？ 6.试回答下列问题： （1）过渡元素中有哪些元素容易形成多酸。 （2）过渡元素中有哪些元素容易形成高氧化态？ 7.回答和解释下列问题： （1）用空气氧化TiO、MnO和NiO时哪个最困难。 （2）还原TiO、MnO和NiO哪个最容易？ （提示：回顾过渡元素氧化态的变化规律；金属氧化物的氧化还原性与溶液中离子的氧化还原性具有类比性。） 8.C 60 属哪种类型的配体？富勒烯六元环之间的碳碳双键与中心金属形成何种类型的化学键？你认为过渡金属与富勒烯形成的配合物能稳定存在的可能原因是什么？在这些配合物中，中心金属常呈现何种氧化态？
第二十一章过渡元素(一) Ti V Cr Mn (Mo W) 第一节通性 §1-1 过渡金属通性 一、 1．金属 2．还原性 3．多种氧化态 4．可有顺磁性 5．配合物 §1-2 轻重过渡系比较 1．3d ~ 4、5d 无节点余尾现象小 3d轨道受电荷影响大 2．五个不同对轻过渡系来说 1）I3大 2）低氧化态稳定(与主族不同，主要Bi(Ⅴ)>Bi(Ⅲ) 3）易高自旋4d、5d低自旋 4）不易簇合物簇合物 5）配位数小 §1-3 周期性 一、氧化态：书P822
从左到右↑Mn ↓说明当3d5以上时3d电子就趋向稳定，难以成键 ∴高氧化态的氧化性↑ 二、原子、离子半径书P824 1．从左到右半径 2．很慢下降：因为d电子屏蔽效应差3．La系收缩 4．Cu的半径上升由于d10屏蔽↑ §1-4 物理、化学性质 一、物理性质 1．键的强度大 2．r小密度大 3．金属键强bp,mp大w mp 3683K=3419K 二、化学性质 1．活泼金属M + O2MO M + H+H2↑ Sr Y La + H2O H2↑ 从左到右金属性↓ 从上到下ⅢB 金属性 其他金属性↓
因为决定他们的因素是 核电荷 半径 对于 主族：半径变化较多 副族：半径变化不大(特别La 系收缩)极不活泼 核电荷变化为主 §1-5 氧化物的酸碱性 从左到右，碱性减弱 氧化态上升时，碱性氧化物 酸性氧化物 从上到下，碱性应减弱(因为金属性减弱) 但碱性上升，因对于高价金属来说，原子核的引力从上到下减弱 §1-6 水合离子的颜色 Ti 3+ V 2+ V 3+ Cr 3+ Mn 2+ Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ 紫红 紫 绿 蓝绿 肉色 浅绿 淡紫 粉红 绿 §1-7 配合物 第二节 钛分族 Ti Tifanium Zr Zirconium +4价 Hf Hafnium 单质 TiO 2结构 氧化物 氯化物 过渡
第十章常见金属元素及其化合物 一、学习目的 本章主要介绍金属的通性、碱(土)金属的化合物的主要性质；还简明介绍重要过渡金属及其化合物的性质及变化规律，为分析化学、药物分析等后续课程的学习打好基础。 知识要求 1．掌握金属的通性；掌握碱(土)金属单质及化合物的性质；掌握重要过渡金属的物理和化学性质。 2．熟悉金属的氧化物、氢氧化物、盐的主要性质。 3．了解一般过渡金属及其化合物的性质。 能力要求 熟练掌握重要金属及化合物的性质，学会一些常用单质及化合物的状态、颜色、稳定性、溶解性等性质在实验中的应用。学会从特殊到一般的科学探究方法，初步掌握物质之间的内在联系和普遍规律。 二、重点串解 本章主要介绍金属的通性；碱（土）金属及其重要化合物的主要性质和重要应用；过渡金属元素及其化合物的性质及变化规律，是今后学习分析化学和药物分析等课程的基础。 （一）金属 1．通性 金属单质都能形成晶体结构，金属呈电中性。
2．碱金属：氧化物及其水合物呈碱性。 化合物过氧化物硫代硫酸钠与水反应 与稀硫酸反应 还原剂配位剂2Na 2O 2 + 2H 2O 4NaOH + O 2Na 2O 2 + H 2SO 4(稀）Na 2SO 4 + H 2O 22Na 2S 2O 3 + I 2Na 2S 4O 6 + 2NaI 2AgBr ＋2Na 2S 2O 3＝NaBr ＋Na 3［Ag(S 2O 3)2］2H 2O 22H 2O + O 2与二氧化碳反应2Na 2O 2 + 2CO 22Na 2CO 3 + O 2 焦亚硫酸钠是很好的抗氧化剂。 3．碱土金属：氧化物和某些水合物呈碱性且难溶于水。 （土性：包含两方面，一是难溶于水，二是难以熔化）
第19章 过渡元素（一）习题 1．选择题 19－1下列配离子属于反磁性的是……………………………………………（ ） (A) [Mn(CN)6]4- (B) [Cu(en)2]2+ (C) [Fe(CN)6]3- (D) [Co(CN)6]3- 19－2下列氧化物与浓H 2SO 4共热，没有O 2生成的是……………………（ ） (A) CrO 3 (B) MnO 2 (C) PbO 2 (D) V 2O 5 19－3下列离子中磁性最大的是………………………………………………（ ） (A) V 2+ (B) Cr 3+ (C) Mn 2+ (D) Fe 2+ 19－4 在某种酸化的黄色溶液中，加入锌粒，溶液颜色从黄经过蓝、绿直到变为紫色，该溶液中含有……………………………………………………………（ ） (A) Fe 3+ (B) +2VO (C)-2 4 CrO (D) Fe (CN)-4 6 19－5在碱性溶液中氧化能力最强的是………………………………………（ ） (A) - 4 MnO (B) NaBiO 3 (C) Co 2O 3 (D)-272O Cr 19－6过渡金属和许多非金属的共同点是……………………………………（ ） (A) 有高的电负性 (B) 许多化合物有颜色 (C) 有多种氧化态 (D) 许多化合物具有顺磁性 19－7 CrO 5中Cr 的氧化数为 …………………………………………………（ ） (A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 10 19－8在酸性介质中加入过氧化氢(H 2O 2)时不生成过氧化物的化合物是…（ ） (A) 钛酸盐 (B) 重铬酸盐 (C) 钒酸盐 (D) 高锰酸盐 19－9根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知， ?(Cr 2+/Cr)为…………… （ ） Cr 3+──── Cr 2+ ───── Cr (A) -0.58 V (B) -0.91 V (C) -1.32 V (D) -1.81 V 19－10 已知V 3+ / V 2+ 的 ?= -0.26 V ，O 2/H 2O 的 ?= 1.23 V ，V 2+离子在下述溶液中能放出氢的是………………………………………………………………（ ） (A) pH = 0的水溶液 (B) 无氧的pH = 7的水溶液 -0.41 V -0.74 V
《过渡元素》1、下列氧化物与浓硫酸共热,没有O2产生的是 （A）CrO 3（B）MnO 2 （C）PbO 2 （D）V2O5 2、在强碱性介质中,钒(V)存在的形式是 （A）VO2-（B）VO3+ （C）V2O5。H2O （D）VO43- 3、在Cr2(SO4)3溶液中,加入Na2S溶液时,其主要产物是 （A）CrS （B）Cr2S3+ Na2SO4（C）Cr(OH)3+H2S （D）CrO2-+S2- 4、将K2MnO4溶液调节到酸性时,可以观察到的现象是 （A）紫红色褪去（B）绿色加深 （C）有棕色沉淀产生（D）溶液变成紫红色且有沉淀产生 5、用Cr2O3为原料制备铬酸盐时,应选用的试剂是 （A）浓硝酸（B）KOH(S)+KClO3(S) （C）Cl2（D）H2O2 6、地核中所含的主要元素是 (A)氢(B)氧(C)硅(D)铁 7、[Ni(CN)4]2-和[Ni(CO)4]中未成对电子数分别是 （A）0和2 （B）2和2 （C）2和0 （D）0和0 8、下列元素中可形成多酸的是 （A）Na （B）W （C）Fe （D）Ag 9、在下列氢氧化物中,既能溶于过量NaOH,又能溶于氨水的是 （A）Ni(OH)2（B）Zn(OH)2（C）Fe(OH)3（D）Al(OH)3 10、下列氧化物和浓盐酸反应有Cl2放出的是 （A）Fe2O3（B）CeO2（C）TiO2（D）ScO2 11、58Ce3+离子的价层电子构型为 （A）4f2(B) 4f05d1(C) 4f2(D) 6s1 12、实验室中常用的铬酸洗液是由下列哪一组试剂配制: (A) K2CrO4和浓HNO3(B) K2Cr2O7和浓HNO3 (C) K2CrO4和浓H2SO4(D) K2Cr2O7和浓H2SO4 13、具有下列外围电子排布的元素,它们的单质各m克,分别与足量稀硫酸反应,相同状况下产生氢气最多的是 (A) 4s2 (B) 3d64s2(C) 3s23p1(D) 3d104s2 14、某金属离子在八面体弱场中的磁距为4.90BM,而在八面体强场中的磁距为0,该中心金属离子可能是 （A）Cr(Ⅱ) （B）Mn(Ⅱ) （C）Mn(Ⅲ) （D）Fe(Ⅱ) 15、在酸性介质中,加入过氧化氢时不生成过氧化物的化合物是 （A）钛酸盐（B）重铬酸盐（C）钒酸盐（D）高锰酸盐 16、在碱性介质中氧化能力最强的是
第十三章 过渡元素 （二） 铬 锰 铁 钴 镍 第一节 铬及其化合物 第二节 锰及其化合物 第三节 铁 钴 镍 第一节 铬及其化合物 1.1 铬单质 1.2 铬的化合物 1.3 铬盐 1.4 含个废水的处理 1.1铬单质 1.铬分族（VIB ）：Cr Mo W 2. 价电子构型：（n-1）d 4~5ns 1~2 3. 铬以铬铁矿Fe(CrO 2)2的形式存在 4. 单族的获得方式如下： 单质铬的性质 （1） 铬元素的电势图 1.33 -0.41 -0.91 -0.74 -1.3 -1.1 -1.4 -1.3 2.性质 （1）灰白色，熔点沸点高，硬度大 （2）活泼金属，表面已形成一层氧化膜， 活泼性下降 （2） 无膜金属与盐酸的反应 Cr Cr Cr O Cr /23272 A ++-E Cr Cr(OH) Cr(OH) /CrO 2424B -- E
2 2 )(2H Cr →++ +（蓝）稀 3+(紫) 在冷，浓硝酸中钝化 1.2 铬的化合物 （1）.Cr2O 3(铬绿) 制备： 性质： （2）.Cr(OH)3 适量OH - 灰绿 OH - 亮绿色 Cr 3+ Cr(OH)3 Cr(OH)-4 H 2O + Cr 2O 3(绿) 1.3 铬盐 （1）.Cr 3+盐Cr 2(SO 4)3, KCr(SO 4)212H O CrCl 3 1).水解 2）.还原性 O H S O 3S O Cr )(S O 2H 2Cr 2234242++→+）（浓O 4H N O Cr O Cr )(NH O 2Cr 3O 4Cr 2232Δ72243 2Δ2++?→??→?+--+? +→+++?→?+4 3222332Cr(OH)2OH O Cr O 3H O 3H Cr H 6O Cr Δ + +++H ]O Cr(OH)(H []O Cr(H [252362） ）4 10-≈ K )g (3CO )s (2Cr(OH O 3H 3CO Cr 2)g (S 3H )s (Cr(OH O 6H 3S Cr 2232-23323223+?→?+++?→?+++-+））