铬族元素
Cr(Ⅵ)(酸性):强氧化性。
Mo(Ⅵ)(酸性):弱氧化性。
W(Ⅵ)(酸性):弱氧化性。
Cr(Ⅵ)稳定性:酸性溶液 > 碱性溶液。
Cr(Ⅲ)(酸性)最稳定。
Mo(Ⅵ)稳定性:酸性溶液 > 碱性溶液。
W(Ⅵ)稳定性:酸性溶液 > 碱性溶液。
W(Ⅵ)(酸性)最稳定。
Cr2+:蓝色。Cr3+:绿色。CrO42-:黄色。Cr2O72-:橙色。
Cr(OH)3:灰蓝色胶状沉淀。
一、铬
元素名称:铬。
元素符号:Cr。
原子序数:24。
在周期表中的位置:第四周期ⅥB族。
电子排布式:[Ar]3d54s1。
化合价:配合物:-3,-2,-1,0,+1。单质:0。化合物:+2,+3,+4,+5,+6。
1.铬单质
化学式:Cr。
物理性质:钢灰色固体,具有金属光泽,硬而脆(硬度最大的金属),耐磨,熔点高。
化学性质:
①金属的通性:
与非氧化性酸反应:
与稀盐酸反应(类比Fe):化学方程式:Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑。离子方程式:Cr + 2H+ = Cr2+ + H2↑。
与稀硫酸反应(类比Fe):化学方程式:Cr + H2SO4 = CrSO4 + H2↑。离子方程式:Cr + 2H+ = Cr2+ + H2↑。
②还原性:
与氧化性酸反应:
与浓硫酸反应:化学方程式:2Cr + 6H2SO4(浓) =△= Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O。离子方程式:2Cr + 6H2SO4(浓) =△= 2Cr3+ + 3SO42- + 3SO2↑ + 6H2O。
③常温下,铬遇冷的浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸、王水发生钝化。
用途:①金属表面镀层(镀铬)(俗名:克罗米)。②合金钢(不锈钢:含铬量12%~18%,含镍量8%的钢)。
2.亚铬盐
化学性质:
①还原性:
与氧气反应(类比FeCl2):化学方程式:4CrCl2 + O2 + 4HCl = 4CrCl3 + 2H2O。离子方程式:4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+ + 2H2O。
3.三氧化二铬
化学式:Cr2O3。
俗名:铬绿。
分类:两性氧化物。
物理性质:浅绿色/深绿色固体,难溶于水。
化学性质:
①两性氧化物的通性。
与酸反应:
与稀硫酸反应(类比Fe2O3):化学方程式:Cr2O3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3H2O。离子方程式:Cr2O3 + 6H+ = 2Cr3+ + 3H2O。
与碱反应:
与氢氧化钠反应(类比Al2O3):化学方程式:Cr2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Cr(OH)4]/Cr2O3 + 2NaOH = NaCrO2 + H2O。离子方程式:Cr2O3 + 2OH- + 3H2O = 2[Cr(OH)4]-/Cr2O3 + 2OH- = CrO2- + 2H2O。
三氧化二铬的制备:
法一:三氧化铬受热分解:4CrO3 =高温= 2Cr2O3 + 3O2↑。
法二:氢氧化铬受热分解:2Cr(OH)3 =△= Cr2O3 + 3H2O。
法三:重铬酸铵受热分解:(NH4)2Cr2O7 =△= N2↑ + Cr2O3 + 4H2O。
法四:硫磺还原重铬酸钠:S + Na2Cr2O7 = Na2SO4 + Cr2O3。
用途:绿色颜料。
4.铬盐
化学性质:
①盐的通性:
与碱反应(类比Fe3+):Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓。
②水解反应(类比Fe3+):
Cr3+ + 3H2O ⇌ Cr(OH)3 + 3H+。
2CrCl3 + 3Na2S = 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl。
③还原性:
与强氧化剂反应:
与过硫酸根反应:2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O =Ag+=△= Cr2O72- + 6SO42- + 14H+。
与高锰酸根反应:10Cr3+ + 6MnO4- + 11H2O =△= 5Cr2O72- + 6Mn2+ + 22H+。
5.亚铬酸盐
化学性质:
①水解反应:化学方程式:NaCrO2 + 2H2O =△= Cr(OH)3↓ + NaOH。离子方程式:CrO2- + 2H2O =△= Cr(OH)3↓ + OH-。
②还原性:2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42- + 4H2O。
6.氢氧化铬
化学式:Cr(OH)3。
分类:两性氢氧化物。
化学性质:
①两性氢氧化物的通性:
与酸反应:Cr(OH)3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2O。
与碱反应:Cr(OH)3 + OH- = CrO2- + 2H2O。
②热不稳定性(类比Al2O3):2Cr(OH)3 =△= Cr2O3 + 3H2O。
7.三氧化铬
化学式:CrO3。
分类:酸性氧化物。
物理性质:暗红色针状固体,易溶于水。
化学性质:
①酸性氧化物的通性:
与水反应:H2O + CrO3 = H2CrO4(中强酸,酸性:H2CrO4 ≈ H2SO4)。
8.重铬酸盐
例:K2Cr2O7:橙红色固体。
化学性质:
①2CrO42- + 2H+ ⇌ Cr2O72- + H2O。
②强氧化性:
与浓盐酸反应制氯气:K2Cr2O7 + 14HCl(浓) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑ + 7H2O。
测定铁的含量:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O。
用途:基准的氧化试剂。
工业制重铬酸钾:
第一步:煅烧铬铁矿和碳酸钠的混合物。
4Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3 + 7O2 = 2Fe2O3 + 8Na2CrO4 + 8CO2。
第二步:水浸取,过滤,硫酸酸化。
2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O。
第三步:加氯化钾固体,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤。
Na2Cr2O7 + 2KCl ⇌ K2Cr2O7 + 2NaCl。
9.五氧化铬/过氧化铬
化学式:CrO(O2)2/CrO5。
化学性质:
①不稳定性:4CrO(O2)2 + 12H+ = 4Cr3+ + 7O2↑ + 6H2O。
操作:向酸性重铬酸钾溶液中加入少量乙醚和过氧化氢溶液。
现象:乙醚层由无色变为蓝色[CrO(O2)2(CH3CH2)2O]。
用途:检验铬元素。
二、钼
元素名称:钼。
元素符号:Mo。
原子序数:42。
在周期表中的位置:第五周期ⅥB族。
电子排布式:[Kr]4d55s1。
1.三氧化钼
化学式:MoO3。
分类:酸性氧化物。
物理性质:难溶于水,易溶于氨水、强碱性溶液。
2.多钼酸盐
例:(NH4)6Mo7O24·2H2O。
化学性质:
①易形成同多酸、同多酸盐、杂多酸、杂多酸盐。
pH = 6:7MoO42- + 8H+ = Mo7O246-(结构单元:+ 4H2O。
三、钨
元素名称:钨。
元素符号:W。
原子序数:74。
在周期表中的位置:第六周期ⅥB族。
电子排布式:[Xe]4f105d46s2(不满足洪特规则)。
1.三氧化钨
化学式:WO3。
分类:酸性氧化物。
物理性质:难溶于水,易溶于氨水、强碱性溶液。
2.多钨酸盐
化学性质:
①易形成同多酸、同多酸盐、杂多酸、杂多酸盐。
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——蘸以清墨,书我弦歌。