第十五章d區(qū)元素一(參考版)
2024-10-02 12:55本頁面
【正文】 4 2 2 4 22 K M n O M n O K M n O O??↑ 。 KMnO4 晶體加熱至 473 K 以上時(shí)，發(fā)生分解反應(yīng)： (2) 不穩(wěn)定性： KMnO4 在溶液中可緩慢地發(fā)生分解反應(yīng)： KMnO4 晶體與濃 H2SO4 溶液作用時(shí)，生成棕綠色的油狀物七氧化二錳。 KMnO4 的主要性質(zhì)如下： (1) 強(qiáng)氧化性：在酸性溶液中， 是強(qiáng)氧化劑，本身被還為 Mn2+；在近中性溶液中，其還原產(chǎn)物 為 MnO2；在強(qiáng)堿性介質(zhì)中，其還原產(chǎn)物為 。 KMnO4 為深紫色晶體，常溫下穩(wěn)定，易溶于水，其水溶液顯紫紅色。在堿性介質(zhì)中， MnO2 具有 還原性，與強(qiáng)氧化劑一起熔融時(shí)，可被氧化成錳酸鉀。 Mn2+ 也能形成少數(shù)配位數(shù) 為 4 的 四面體配位個(gè)體， 由于 d 軌道在四面體配位個(gè)體中的分裂能較小，電子發(fā)生 dd 自旋禁阻躍遷所需能量相對(duì)較低， Mn2+ 的四面體配位個(gè)體通常顏色較深。因此， Mn2+ 的配位個(gè)體大多顏色較淡或無色。 34PO ? 23CO ?224CO ? 無機(jī)化學(xué) (3) 配位性： Mn2+ 的 3d 軌道為半充滿 ,常形成配位數(shù) 為 6 的高自旋配位個(gè)體。在堿性介質(zhì)中，空氣中的氧氣可把 Mn(Ⅱ) 氧化為 Mn(IV)。錳鋼具有強(qiáng)度大、硬度高和耐磨、耐大氣腐蝕的特性。在氧化劑存在下，金屬錳能與熔堿反應(yīng)生成錳酸鹽： 2 2 4 2 2 M n 4 K O H 3 O 2 K M n O 2 H O? ? ?熔 融 無機(jī)化學(xué) 塊狀錳是白色的金屬，質(zhì)硬而脆，不能進(jìn)行冷加工和熱加工。在高溫下，錳也能與硫、磷、碳等非金屬單質(zhì)直接化合。 227M o O ? 22 1 0M o O ?24CrO ?227C r O ?23 10Cr O ? 24 13C r O ?第五節(jié) 錳 一、錳的單質(zhì) 二、錳的重要化合物 無機(jī)化學(xué) 一、錳的單質(zhì) 塊狀金屬錳在空氣中生成一層致密氧化物保護(hù)膜，但粉末狀的錳卻容易被氧化。 鉻酸根離子也產(chǎn)生這種縮合現(xiàn)象，在 溶液中，加酸后得到 ，當(dāng)酸性很強(qiáng)時(shí)，還可以形成 、 等多種鉻酸根離子。 鉬酸鹽和鎢酸鹽在酸性溶液中有很強(qiáng)的縮合傾向。鎢酸溶于過量強(qiáng)酸中形成正鎢酸鹽。 xH2O)。L1，溶液顯弱酸性。水合鉬酸是黃色晶體，逐漸加熱 至 334 K，脫水生成白色 的 H2MoO4。鉬酸鹽在濃硝酸溶液中轉(zhuǎn)化為水合鉬酸 (H2MoO4用氫氣還原三氧化鉬和三氧化鎢可得純度較高的粉末狀金屬鉬和鎢。 WO3 為 淡黃色 粉末，加熱時(shí)變?yōu)?橙黃色 ，熔點(diǎn)為 1746 K，沸點(diǎn)為 2023 K。通常是在鉬酸銨溶液中加入鹽酸，析出 H2MoO4，再加熱焙燒得到 MoO3： 4 2 4 2 4 4( N H ) MoO + 2H Cl H MoO + 2N H Cl2 4 3 2H MoO MoO + H O↑ MoO3 是 白色 晶體，加熱時(shí)轉(zhuǎn)為 黃色 ，冷卻后恢復(fù)原來顏色，熔點(diǎn)為 1068 K，沸點(diǎn)為 1428 K，即使在低于熔點(diǎn)時(shí)也有顯著的升華現(xiàn)象。但過氧化鉻很不穩(wěn)定，易發(fā)生分解反應(yīng)： + 3+2 2 2 24Cr O ( O ) 12 H 4Cr 7O 6H O? ? ?↑ 無機(jī)化學(xué) 三、鉬和鎢的化合物 鉬和鎢在化合物中 的氧化值 可以 呈現(xiàn) +2 ~ +6，其中最穩(wěn)定的氧化值為 +6。因此，向鉻酸鹽或重鉻酸鹽溶液中加入某種沉淀金屬離子時(shí)，都生成鉻酸鹽沉淀。例如： +2 4 2 42A g 2C r O A g C r O??(磚紅色 ) ↓ 2+ 2 +2 7 2 42Pb C r O H O 2H 2PbC r O?? ? ?(黃色 ) ↓ 鉻酸鹽沉淀溶于強(qiáng)酸。 H2CrO4 是二元中強(qiáng)酸 ,僅存在于溶液中 ,H2Cr2O7 是強(qiáng)酸。 ↑ 2 2 7 2 4 3 4 2N a Cr O + 2 H SO 2 Cr O + 2 N a H SO + H O↓ CrO3 為暗紅色晶體，易溶于水，熔點(diǎn)較低，熱穩(wěn)定性較差，加熱時(shí)會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)： 1. 三氧化鉻的性質(zhì) CrO3 可用重鉻酸鹽與濃硫酸作用制?。? 無機(jī)化學(xué) 2. 鉻酸鹽和重鉻酸鹽的性質(zhì) 鉻酸鹽和重鉻酸鹽的主要性質(zhì)如下： (1) 氧化性：在酸性溶液中， 具有強(qiáng)氧化性， H+ 濃度越大， 的氧化性越強(qiáng)。由于電荷躍遷時(shí)吸收了部分可見光，所以發(fā)生電荷躍遷的物質(zhì)常呈現(xiàn)出一定的顏色。 無機(jī)化學(xué) (二 ) 鉻 (Ⅵ) 化合物 Cr(Ⅵ) 具有很強(qiáng)的極化作用，因此無論在晶體中或溶液中都不存在簡(jiǎn)單 的 Cr6+。它們都易水解，與適量堿作用時(shí)均可生成氫氧化物沉淀等。 2. 常見鉻 (Ⅲ) 鹽的性質(zhì) 常見的可溶性鉻 (Ⅲ) 鹽主要有硫酸鉻、氯化鉻和硫酸鉻鉀。 (2) 配位性： Cr3+ 具有較強(qiáng)的形成配位個(gè)體的能力，配位數(shù)通常為 6。例如： 3 + 2 2 22 8 2 2 7 42 Cr + 3 S O + 7 H O C r O + 6 SO 1 4 H? ? ? ?? Cr2O3 和 Cr(OH)3 的主要性質(zhì)如下： (1) 兩性： Cr2O3 和 Cr(OH)3 具有明顯的兩性，與酸作用可生成相應(yīng)的鉻 (Ⅲ) 鹽，與堿作用生成深 綠色的亞鉻酸鹽。 1. 氧化物及其水合物的性質(zhì) 金屬鉻在空氣中燃燒、重鉻酸銨受熱分解或用 3+ 3Cr 3 O H Cr ( O H )?? ↓ 無機(jī)化學(xué) (2) 還原性：在堿性溶液中， Cr(Ⅲ) 具有較強(qiáng)還原性，可被氧化劑氧化成鉻酸鹽。 向 Cr(Ⅲ) 鹽溶液中加入適量堿，可生成灰藍(lán)色 的 Cr2O3 因此， Cr(Ⅲ) 化合物具有以下特性 : (1) 化合物都具有一定的顏色； (2) 氧化物及其水合物具有明顯的兩性； (3) Cr(Ⅲ) 鹽具有水解性； (4) Cr(Ⅲ) 有較強(qiáng)的配位能力。鉻、鉬、鎢都是重要的合金元素。常溫下，鉻能溶于稀鹽酸和濃硫酸中，鉬和鎢溶于硝酸和氫氟酸的混合溶液中，但鎢的溶解速度緩慢。 Cr、 Mo、 W 元素的第一電離能并不特別高，但單質(zhì)的金屬性并不活潑，這是由于它們?nèi)菀租g化的緣故。 無機(jī)化學(xué) 一、鉻、鉬和鎢的單質(zhì) 鉻、鉬和鎢都是 灰白色 金屬，它們的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高。 Cr 元素的常見氧化值為 ++ +6，其氧化值為 +6 的化合物是強(qiáng)氧化劑。
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