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铬副族和锰副族详解演示文稿

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1
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、
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以
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傲
，
审
ห้องสมุดไป่ตู้
容
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之
易
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。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
铬副族和锰副族
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散

铬副族和锰副族PPT演示文稿

铬副族和锰副族PPT演示文稿

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
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↑
Cr2O3 + 2 NaOH ——
2 Na[C（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ห้องสมุดไป่ตู้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。

第二十二章 铬副族和锰副族

第二十二章 铬副族和锰副族
由于 NaCl 的溶解度基本不随温度变化，可用变温的方 法除去 NaCl，于是得 K2Cr2O7 橙色结晶。也叫红矾 。
§6
钼和钨
Mo、W 银白色金属，高硬度，高熔点。 W 是熔点最高的金属，m.p. 3683 K W 的储量，我国居世界第一位。 按电极电势的值看，Mo、W 的活泼性应和 Pb、Sn 相近， 但表面钝化，使得 Mo、W 在常温下不活泼。 Mo (VI)、W (VI) 的氧化性很弱。
Sr2+ 加入到 Cr2O72－ 溶液中，不能生成 SrCrO4 沉淀 。
§4 常见离子的分离
Zn2+、Cu2+、Ag+、Cr3+、Al3+ 等存在于同一溶液中，利用 其化合物在不同溶液中溶解性的不同，可加以分离，方法如下。
Zn2+、Cu2+、Ag+、Cr3+、Al3+
HCl（aq）
AgCl
Zn2+、Cu2+、Cr3+、Al3+
式存在，其中的氧原子就是 4 个
( Mo3O10 ) 中三边共点处的氧原子。 故总组成 [ P ( Mo3O10 )4 ] 3－。
钨酸和硅酸可形成十二钨硅杂多酸 2 H2O · 2 · WO3 。 SiO 12
§7 锰单质
锰不属于稀有金属，常以软锰矿 ( MnO2 ) 存在于自然界中。
锰的外观象铁，纯锰块状时呈银白色，硬度较高，熔点高，
酸根形式
组成形式 结构形式
[ PMo12O40 ] 3－
H3PO4· MoO3 12 [ P (Mo3O10)4 ] 3－
我们从十二钼磷杂多酸结构形式表示式 [ P ( Mo3O10 )4 ] 3－ 出发，对其结构加以说明。 4 个 ( Mo3O10 ) 以正四面体方式包围 P 。

2020届高考微专题 拓展铬副族和锰副族

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Barium chromate
Yellow lead chromate
Silver chromate
Cr(III)
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2↑+ 4H2O
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Cr2O3具有两性
(2) Cr(OH)3
白钨矿CaWO4
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。
20ห้องสมุดไป่ตู้0高考二轮微专题拓展
(3) 盐类和配位化合物
Cr3+: 3d3 电子构型为3d3，有6个空轨道。Cr3+具有较高的有效核电荷，半径 小，有较强的正电场————决定Cr3+容易形成d2sp3型配合物。
CrCl36H2O
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无机化学教学课件 21章 铬锰副族

无机化学教学课件 21章 铬锰副族
在过渡元素中，单质密度最大的是第 8 族的锇，其次是铱、铂、铼。 这些金属都比室温下同体积的水重 21 倍以上，是典型的重金属。
2020/4/18
2020/4/18
过渡元素的熔点
21-0-4 过渡元素单质的化学性质
Chemical Property of Transition Elements Simple Substance
会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象nstruction to the elements
21-1 铬及其化合物
Chromium and Its Compounds
21-2 钼、钨及其化合物
Molybdenum, Tungsten and their Compounds
21-0-1 通性 General
d 区元素和 ds 区元素位于元素周期表中部，左邻 s 区元素而右邻 p 区元 素。可以把 d 区和 ds 区看成是 s 区和 p 区间的桥梁和过渡，因此把 d 区元素 和 ds 区元素称为过渡元素。
根据过渡元素所在周期的不同，通常将过渡元素分为下列三个过渡系： (1) 第一过渡系：包括第四周期的 Sc、Ti、V、Cr 、Mn 、Fe、Co、Ni、 Cu 、Zn 10种元素。 (2) 第二过渡系：包括第五周期的 Y、Zr 、Nb、Mo、Tc、Ru 、Rh、Pd 、 Ag、Cd 10 种元素。 (3) 第三过渡系:包括第六周期的 La 、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir 、Pt、Au、 Hg 10 种元素。
21-3 锰及其化合物
Manganese and its Compounds
21-4 锝、铼及其化合物
Technetium, Rhenium and their Compounds

天津大学无机化学课件：第二十一章 铬副族元素和锰副族元素

天津大学无机化学课件：第二十一章 铬副族元素和锰副族元素
体 ---
640 ℃ ~680 ℃分解为 Mn3O4 、 O2 和 K2O
224.7gL-1 (2 molL-1 KOH) 形 成 绿色溶液, 静止或水 量较多时, 变为紫红 色
+4 MnO2 黑色无定 形粉末 5.08
530 ℃ 分 解 为 Mn3O4 和 O2
不溶于水
+2 MnSO47H2O MnCl24H2O
2021/3/20
4
2.单质的物理性质
银白色金属,熔沸点高(同周期中最高). W:所有金属中熔点最高,3683±20K Cr:所有金属中硬度最大,9 3.单质的化学性质 ⑴常温稳定(氧化膜),纯态活泼 Cr+2HCl= H2↑+CrCl2(兰色,不稳定) 4Cr2++4H++O2= 2H2O+4Cr3+(绿色,稳定) Cr+H2SO4(浓)→Cr3++SO2↑ 浓硝酸、王水中钝化
2021/3/20
7
* 铬酸、重铬酸及其盐
酸性：H2CrO4 < H2Cr2O7 中强酸，只存 在于水溶液中。
2CrO42-+2H+
黄
Cr2O72-+H2O
橙红
碱中(pH>6): CrO42-为主 酸中(pH<2):Cr2O72-为主
2021/3/20
8
⑴盐的溶解性 重铬酸盐常温下大多易溶于水,Ag2Cr2O7↓ 铬酸盐多数难溶
1.9
2021/3/20
23
锰的单质
锰单质的性质： •白色金属，硬而脆
• 活泼金属：E (Mn 2/Mn) 1.182V Mn 2H2O Mn(OH)2 (s) H2 Mn 2H (稀) Mn2 H2

铬副族和锰副族元素

第21章 铬副族元素和锰副族元素
第一节 铬副族元素
一、概述
Cr 主要矿物是铬铁矿（FeCr2O4）。
Mo
主要矿物是辉钼矿(MoS2)。 丰度为0.00011%。
单质的物理性质
W
是黑钨矿[(Fe,Mn)WO4]和白钨矿 （CaWO4），丰度为0.00013%。
硬度、密度大，熔点高，机械性能强。铬是金属中硬度最大 的，并以优良的银白色金属光泽应用于电镀工业，钨是所有 金属中熔点最高的，用于制灯丝和耐高温材料。它们均用于 制合金钢，如不锈钢就是含铬12%的合金钢。
三、铬（Ⅵ）酸盐
1、CrO42-与Cr2O72-间的转化
•pH值的影响
CrO42-
黄色
+
2H+
H+ OH-
Cr2O72- + H2O
橙红色
pH < 2：Cr2O72-为主；pH > 6：CrO42-为主。
2、难溶铬酸盐
重金属离子的铬酸盐的溶 解度一般比重铬酸盐的溶 解度小，所以，在溶液中
总是生成MCrO4沉淀
Tc
放射性元素，1937年由人工方法 合成，也是铀的裂变产物之一。
Re
铼没有单独的矿物，主要来源于 辉钼矿，存在丰度为10-7%。
软锰矿 强热分解 MnO2
Mn3O4
铝热法还原 金属锰 Mn
3MnO2 = Mn3O4 +O2 3Mn3O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2O3
Mn的制备： ② MnO2 xH2O KClO3
Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O K2Cr2O7 + 14HCl（浓） = 3Cl2↑ + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O

21铬副族元素和锰副族元素

Cr3+ + 3 S2－ + 3 H2O —— Cr（OH）3 + 3HS–
2 Cr3+ + 3 S2－ + 6 H2O —— 2 Cr（OH）3 + 3 H2S
Cr3+ + 3 CO32－ + 3 H2O —— Cr（OH）3 + 3 HCO3–
2 Cr3+ + 3 CO32－ + 6 H2O —— 2 C（r OH）3 + 3 CO2↑ + 3 H2O
也可溶于强碱：
Cr2O3 + 2 NaOH —— 2 Na[C（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 SO）4 3 + 3 K2SO4
Cr2O3 + 6 KHSO4 ——
第 21 章 铬、锰副族元素
铬副族元素 锰副族元素
21. 1 铬副族元素
铬 Cr 自然界中的矿物 铬铁矿 Fe（CrO2）2
铬在地壳中的质量分数 为 0.0100 % 列第 21 位
钼 Mo 辉钼矿 MoS2 钼在地壳中的质量分数 为 1.5 10－4 %
钨W
白钨矿 CaWO4 黑钨矿 （ Fe，Mn）WO4 钨在地壳中的质量分数 为 1 10－4 %
2 Cr2O3 + 3 Si —— 4 Cr + 3 SiO2
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。

第21章铬副族和锰系元素21铬分族21概述ⅥB族CrMoW1

第21章 铬副族和锰系元素21-1 铬分族21-1-1概述ⅥB 族 Cr 、Mo 、W1.价电子层结构Cr 、Mo (n-1)d 5ns 1 w 5d 46s 2与同族元素从上到下(n-1)d 轨道与ns 轨道能级差减小相关。

2.氧化数最高氧化态均为+6，即价电子全部参加成键，此外Cr 有+2、+3氧化态，Mo 、 W 存在+2、+3、+4、+5氧化态，表现出过渡元素多变价（具有多种氧化态）的特点。

3.具有高熔沸点由于它们的6个价电子均可参与形成金属键，故金属键很强， 因此与其它副族相比，具有最高的熔沸点，而W 的熔沸点则是所有金属中最高的。

4.金属活泼性本族元素的金属活泼性按 Cr→Mo→W 减弱，其φ0值如下：Cr Mo Wφ0M 3+/M(V) -0.74 -0.20 -0.11从φ0值看，似乎它们都易与稀酸作用，置换出酸中的H +， 但实际上它们表面都易形成氧化膜而呈钝态。

例如：Cr 只能慢慢溶于稀HCl 、H 2SO 4Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2↑4CrCl 2 + 4HCl + O 2 = 4CrCl 2() + 2H 2O与浓H 2SO 4作用，则由浓H 2SO 4氧化2Cr + 6H 2SO 4(浓) = Cr 2(SO 4) + 3SO 2↑ + 6H 2O在浓HNO 3中则生成致密氧化膜而不发生进一步反应。

Mo 与稀酸和浓HCl 不发生反应，只溶于浓HNO3和王水；W 则不溶于盐酸、 硫酸和硝酸，只与王水或HF 和HNO 3的混酸才发生反应。

铬由于具有良好的金属光泽，表面生成的氧化膜很薄(10-6cm)不会挡光线，反而使之具有较高的抗腐性能。

故在电镀中常将其镀于金属表面作为装饰和保护层。

21-1-2 铬的化合物1.铬(Ⅲ)化合物⑴ Cr2O3和Cr(OH)3的制备制备：①Cr2O3的制备②Cr(OH)3的制备 Cr(Ⅲ)盐加NaOH或NH3·H2O灰兰胶状两性：Cr2O3 + 3H2SO4 === Cr2(SO4)3 + 3H2OCr2O3 + 2NaOH === 2NaCrO2 + H2OCr3+ + 3OH- === Cr(OH)3 === H2O + HCrO2 ==== H+ + CrO2- + H2O紫色灰兰色绿色根据平衡移动原理，加酸时平衡向生成Cr3+方向移动，加碱时平衡向生成CrO2-方向移动。

无机化学：铬副族和锰副族-9

氧化剂氧化法 2K2MnO4+Cl2=2KMnO4+2OH- +H2 ↑
七、锰的不同氧化态间的转化
Mn 1 H2O H+
Mn2+ 2 OH- Mn(OH)2
HCl(浓 ); H 2
KMnO4
S
2O
28
8
-
;BiO 3 Cl- ;C
7
2O
24
;Fe2+
5 H +或
6
H
Cl2 2 O
H2O K2MnO4
1.679
1.208
(1) 在酸性介质中：MnO42- , Mn3+易歧化； (2)在酸性介质中：MnO4- , MnO2均为较强氧化剂； (3)在酸性介质中: Mn2+最稳定；
B
MnO4- 0.564 MnO42- 0.60 MnO2 -0.20 Mn(OH)3 0.1 Mn(OH)2 -1.55 Mn
W
74 5d46s2 +5，+6；
130 770 2.54
2、铬副族元素电势图
v φO A
-0.74
Cr2O72- +1.33 Cr3+ -0.41 Cr2+ -0.91 Cr
⑴Cr2O72-在酸性介质中氧化性比较强； ⑵在酸性介质中Cr、 Cr2+都具有还原性； ⑶在酸性介质中Cr3+最稳定；
ห้องสมุดไป่ตู้
A
==== 加热
Cr2O72- +6SO4 2-+14H +
加热
10Cr3++6MnO4 - +11H2O ==== 5Cr2O72- +6Mn 2++22H +
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除了在加酸，加碱条件下可使这个平衡发生移动 外，如向此溶液中加入Ba2+、Pb2+或Ag+离子，由于这 些离子与CrO42-离子反应而生成溶度积较低的铬酸盐， 也能使平衡向左移动：
Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O = 2H+ + 2BaCrO4 ↓ (黄色) Cr2O72- + 2Pb2+ + H2O = 2H+ +2 PbCrO4 ↓ (黄色) Cr2O72- + 4Ag+ + H2O = 2H+ + 2Ag2CrO4 ↓ (砖红色)
H2O被NH3逐步取代，可生成一系列不同颜色的 配合物。
21-1-3 铬(VI)的化合物
最常见的+6价铬盐是铬酸钾K2CrO4和重铬酸钾 K2Cr2O7(俗称红矾钾，分析化学中的基准物)。
铬酸盐和重铬酸盐在水溶液中存在着下列平衡：
2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O 加 酸 可 使 平 衡 向 右 移 动 ， Cr2O72- 离 子 浓 度 升 高 ； 加碱可以使平衡左移，CrO42-离子浓度升高。故在酸 性溶液中，主要以Cr2O72-形式存在，在碱性溶液中， 则以CrO42-形式为主。
另外，利用重铬酸钾的强氧化性， 3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4＝
3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O 利用该反应可监测司机是否酒后开车。 鉴定： Cr2O72－ + 4H2O2 + 2H+ ＝ 2CrO5 + 5H2O (乙醚) 生成蓝色的过氧化铬，可用于鉴定Cr(VI)或H2O2 。
FeCr2O4(s) Na2CO3 (s)
强热 O2
Na2CrO4(s) Fe2O3 (s)H2O 来自取Na2CrO4(aq)
H2SO4 酸化
Cr(s)
Al
加热 Cr2O3(s)
C 加热
Na2Cr2O7(s)
21-1-2 铬(III)的化合物
一、氧化物和氢氧化物 1．三氧化二铬 制备： 4Cr + 3O2＝2Cr2O3
S2O82-
Cr2O72– + SO42–
Cr3+ Ag+， △
MnO4- ， △ Cr2O72– + Mn2+
2. 水解性 由于Cr3+的电荷高，易于OH-结合，水解性较强。 2Cr3+ + 3S2- + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 3H2S 2Cr3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Cr(OH)3 + 3CO2 水合氯化铬加热脱水时水解：
铬副族和锰副族详解演示文稿
优选铬副族和锰副族
21-1 铬及其化合物 21-1-1 铬的单质
1. 物理性质： 铬是银白色金属，熔、沸点高，硬度大(硬度最大
的金属) 。含铬12%的钢称为“不锈钢”。
2. 化学性质： 室温条件下，铬在空气和水中稳定。升高温度，
可与多种非金属元素反应。
纯铬可以抵抗稀酸的侵蚀，与硝酸甚至王水作 用会使铬钝化，一般认为是由于表面生成一层致密 的氧化物的缘故，但还有争议。
Cr具有较强的还原性，未钝化时能溶于稀酸。 Cr + 2HCl(稀) ＝ CrCl2(蓝色) + H2↑
4CrCl2 + 4HCl + O2(空气) ＝ 4CrCl3(绿色) + 2H2O
Cr还能与热浓硫酸反应： 2Cr + 6H2SO4(热浓)＝ Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
3. 制备：
Cr2O3是两性氧化物： [Cr(OH)4]- 或CrO2– OH– Cr2O3 H+ Cr3+
高温灼烧过的Cr2O3对酸和碱均为惰性。
2. 氢氧化铬
Cr2(SO4)3 + 6NaOH ＝ 2Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4 灰蓝色胶状沉淀
氢氧化铬在溶液中存在如下平衡：
Cr3+ + OH紫色
Cr(OH)3 灰蓝色
CrCl3·6H2O = Cr(OH)Cl2 + 5H2O + HCl↑ 而水合硫酸铬加热脱水时不水解，是因为产物 硫酸不挥发。
三、配合物
Cr(III)电子构型为3d3，具有6个空轨道，半径也 较小，容易形成d2sp3型配合物，在水溶液中就是以 [Cr(H2O)6]3+形式存在。
CrCl3·6H2O是一个配合物，由于含配体不同而 有 不 同 的 颜 色 ， [Cr(H2O)6]Cl3 ( 紫 色 ) ， [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O (浅绿色)， [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O (暗绿色)。
上述反应可用于离子鉴定。
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O EAθ=1.232V 重铬酸盐在酸性溶液中是强氧化剂。
Cr2O72- + 3H2S + 8 H+ = 2 Cr3+ + 3 S↓+ 7 H2O Cr2O72- + 6 I- + 14 H+ =2 Cr3+ + 3 I2 + 7 H2O Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ = 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2O 定量测定Fe含量的基本反应。 加热时，还可以氧化浓HCl和HBr K2Cr2O7 + 14 HCl = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7 H2O
CrO42- + 2H2O + 3e = 2CrO2– + 4OH– Eθ= -0.13V
CrO2 –
H2O2 I2
CrO42– + H2O CrO42– + I–
在酸性溶液中Cr(III)主要以Cr3+的形式存在，还 原性较弱，只有强氧化剂才能将它氧化为橙红色的 Cr2O72–。
Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O Eθ=1.232V
(NH4)2Cr2O7＝Cr2O3 + N2 + 4H2O
(NH4)2Cr2O7热分解（火山实验chemical volcano）
1．三氧化二铬 制备： 4Cr + 3O2 ＝ 2Cr2O3
(NH4)2Cr2O7 ＝ Cr2O3 + N2 + 4H2O Cr2O3是绿色固体，微溶于水，可作染料，俗称 铬绿，具有刚玉结构，熔点高(2708K)。
H+ + CrO2- + H2O 绿色
两性：Cr(OH)3 + 3 H+ ＝ Cr3+ + 3 H2O Cr(OH)3 + OH- ＝ CrO2- + 2H2O或写成[Cr(OH)4]-
二、Cr3+盐和CrO2–盐 1. 还原性
在碱性溶液中，Cr(III)主要以亚铬酸盐形式存 在，具有较强的还原性，易被氧化为黄色的CrO42– 。