20章-過渡金屬(Ⅰ)-鈦釩鉻錳講解課件

§20過渡金屬（Ⅰ）§20-1引言§20-2鈦副族§20-3釩副族§20-4鉻副族§20-5錳副族§20-6重鉻酸鈉的生產§20-7無機物的顏色2022/12/191§20過渡金屬（Ⅰ）§20-1引言2022/12/16§20-1引言ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧScTiVCrMnFeCoNiYZrNbMoTcRuRhPdLa系HfTaWReOsIrPtAc系Sc、Y、La系-稀土元素（RE，17種）過渡元素-具有部分充填d或f殼層電子的元素。內過渡元素-La系、Ac系元素外過渡元素-La系、Ac系外元素2022/12/192§20-1引言ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧScTiVCrMnFe§20-2鈦副族一、概述

TiZrHf價電子層結構3d24s2

4d25s2

5d26s2

主要氧化數+3,+4+4+41.鈦的主要礦物：

鈦鐵礦：FeTiO3;金紅石:TiO22.M(Ⅳ)化合物主以共價鍵結合,水溶液中以MO2+形式存在,且容易水解.2022/12/193§20-2鈦副族一、概述2022/12/1633.因鑭系收縮Zr4+(80pm),Hf4+(79pm)離子半徑相近,化學性質相似,分離困難.4.金屬鈦的性質、用途和制法物理性質：銀白光澤，熔點較高(1933±10),密度比鋼小,比鋁大(2.7<4.54<7.9),機械強度大(大于鋁,與鋼近似),是熱和電的良導體,可塑性大,易形成合金.因表面有致密、鈍性氧化物保護膜,抗腐蝕性強.新興的結構材料,在航海和航空制造業(yè)上有廣泛應用.制法:TiCI4+2Mg=Ti+2MgCI2;TiCI4+4Na=Ti+4NaCI2022/12/1943.因鑭系收縮Zr4+(80pm),Hf4+(79pm)離子化學性質:室溫下穩(wěn)定,不與稀酸、稀堿反應⑴高溫下直接與許多非金屬、金屬反應TiN、TiC、TiB、TiB2等⑵與熱濃鹽酸,熱硝酸,熱硫酸及氫氟酸等反應2Ti+6HCI(濃)=2TiCI3+3H2↑2Ti+3H2SO4(濃)=Ti2(SO4)3+3H2↑Ti+4HNO3=H2TiO3↓+4NO2↑+H2OTi+6HF=TiF62-+2H++2H2↑2022/12/195化學性質:2022/12/165二、鈦的重要化合物1.TiO2(金紅石、鈦白)性質:純TiO2為白色,難溶于水的固體,兩性偏堿.TiO2+H2SO4(濃)=TiOSO4（硫酸鈦酰）+H2OTiO2+2NaOH(濃)=Na2TiO3+H2OTiO2+6HF=TiF62-+2H++2H2O

偏鈦酸鋇，具有壓電性能（在機械應力作用下，內部正、負電荷中心相對位移，而發(fā)生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷）。2022/12/196二、鈦的重要化合物1.TiO2(金紅石、鈦白)*制法：硫酸法思考：使硫酸鈦酰水解反應正向進行的條件？稀釋，降低酸度，提高溫度。

用途：化學性質相對穩(wěn)定，覆蓋能力強，折射率高，無毒-制高級白色油漆。2022/12/197*制法：硫酸法思考：使硫酸鈦酰水解反應正向進行的條件？202.TiCI4制法：TiO2+2CI2+2C=TiCI4+2CO性質：共價化合物，常溫下為無色液體，易揮發(fā)，易溶有機溶劑，易水解，在潮濕空氣中冒煙。TiCI4+3H2O=H2TiO3↓+4HCI↑-制煙幕彈TiCI4制其它化合物的原料。2022/12/1982.TiCI42022/12/1683.Ti(Ⅲ）化合物2TiCI4+H2=2TiCI3(紫)+2HCI2TiCI4+Zn=2TiCI3(紫)+

2ZnCI2Ti3+具有還原性，易被空氣氧化。4Ti3++2H2O+O2=4TiO2++4H+2022/12/1993.Ti(Ⅲ）化合物Ti3+具有還原性，易被空氣氧化。2024.鈦(IV)的配合物

Ti(IV)：正電荷較高，半徑較小(68nm)，電荷半徑的比值較大，具有很強的極化力，以至在Ti(IV)的水溶液中不存在簡單的水合配離子[Ti(H2O)6]4＋，只存在堿式的氧基鹽。(1)與水(H2O)的配合物在HClO4中：[Ti(OH)2(H2O)4]2＋(簡寫成TiO2＋，鈦酰離子)；在堿性溶液中：[Ti(OH)4(H2O)2]，TiO2·4H2O。2022/12/19104.鈦(IV)的配合物Ti(IV)：正電荷(2)與過氧化氫(H2O2)的配合物在Ti(IV)的溶液中加入過氧化氫，在強酸性溶液中顯紅色，在稀酸或中性溶液顯黃色。

2022/12/1911(2)與過氧化氫(H2O2)的配合物在Ti(I§20-3釩副族一、概述

VNbTa價電子層結構3d34s2

4d35s2

5d36s2

主氧化數+2,+3,+4,+5+3,+5+5+5是釩族元素最穩(wěn)定的氧化態(tài)釩族金屬都是強還原劑，但容易呈鈍態(tài)，室溫下活性較低。

Nb，Ta性質相近，共生。2022/12/1912§20-3釩副族一、概述2022/12/1612二、釩的重要化合物

V5+與Ti4+相比，極化力更強，水溶液中不存在簡單離子。V(Ⅴ)的存在形式

酸中:釩氧基(VO2+,VO3+)

堿中:含氧酸根(VO43-,VO3-)V(Ⅴ)的化合物一般有顏色1.V2O52022/12/1913二、釩的重要化合物V5+與Ti4+相比，極化力更強，物性:橙黃或磚紅色粉末,無味、有毒（釩化合物均有毒），微溶于水，水溶液淡黃色顯酸性?；裕孩艃尚云?/p>

V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O（正釩酸鹽，無色）

V2O5+2H+(強酸pH<1)=2VO2++H2O(釩酰離子，淡黃)⑵中強氧化劑

V2O5+6HCI=2VOCI2+CI2↑+3H2O2022/12/1914物性:橙黃或磚紅色粉末,無味、有毒（釩化合物均有毒），微溶于用途:接觸法制硫酸的催化劑,眾多有機反應的催化劑,加入玻璃中可防止紫外線透過.2.釩酸鹽

隨溶液中H+濃度增加，多釩酸根中的氧逐漸被H+奪走，使酸根中釩與氧的比值依次下降。2022/12/1915用途:接觸法制硫酸的催化劑,眾多有機反應的催化劑,加入玻璃中釩酸鹽在強酸性溶液中是強氧化劑VO2++Fe2++2H+→VO2++Fe3++H2O(釩酰離子)(亞釩酰離子)2VO2++H2C2O4+2H+→2VO2++2CO2↑+2H2O2022/12/1916釩酸鹽在強酸性溶液中是強氧化劑VO2++Fe2++2H+→V§20-4鉻副族一、概述

ⅥBCrMoW價電子層結構3d54s1

4d55s1

5d46s2

主氧化數+2,+3,+6

+3,+5,+6

+5,+6電負性1.662.162.36三對元素因鑭系收縮，性質極為相近。ZrHf；NbTa；MoW2022/12/1917§20-4鉻副族一、概述2022/12/16171.鉻元素電勢圖酸性溶液中：Cr2O72-具有強氧化性，Cr3+最穩(wěn)定，Cr2+最不穩(wěn)定，易被氧化。堿性溶液中：CrO42-最穩(wěn)定，Cr(Ⅲ)易被氧化.2022/12/19181.鉻元素電勢圖酸性溶液中：Cr2O72-具有強氧化性，C2.單質的物理性質銀白色金屬,熔沸點高(同周期中最高).W:所有金屬中熔點最高,3683±20KCr:所有金屬中硬度最大,93.單質的化學性質⑴常溫穩(wěn)定(氧化膜),純態(tài)活潑Cr+2HCI=H2↑+CrCI2(蘭色,不穩(wěn)定)4Cr2++4H++O2=2H2O+4Cr3+(綠色,穩(wěn)定)Cr+H2SO4(濃)→Cr3++SO2↑濃硝酸、王水中鈍化2022/12/19192.單質的物理性質2022/12/1619Mo:不溶HCI,溶濃H2SO4、濃HNO3和王水W:溶王水,HF+HNO3⑵高溫下能與X2、S、N2、C等非金屬化合。4.用途Cr：光澤，抗腐蝕性強，常用做金屬表面鍍層（自行車、汽車、精密儀器零件等），制合金（鉻鋼、不銹鋼等）Mo，W：大量用于制造耐高溫、耐磨、耐腐蝕的合金鋼W：燈絲，高溫電爐的發(fā)熱元件等。2022/12/1920Mo:不溶HCI,溶濃H2SO4、濃HNO3和王水2022/二、鉻的重要化合物1.Cr（Ⅵ）的化合物

Cr2O72-CrO42-CrO3

CrO22+CrO3:

“鉻酐”，暗紅晶體，易溶于水CrO3+H2O=H2CrO4（鉻酸，黃色）2CrO3+H2O=H2Cr2O7(重鉻酸，橙紅）受熱易分解：4CrO3=2Cr2O3+3O2↑強氧化劑，遇有機物易著火爆炸。2022/12/1921二、鉻的重要化合物1.Cr（Ⅵ）的化合物2022/12/16*

鉻酸、重鉻酸及其鹽酸性：H2CrO4<H2Cr2O7

中強酸，只存在于水溶液中。橙紅黃堿中(pH>6):CrO42-為主酸中(pH<2):Cr2O72-為主鉻化合物顏色2022/12/1922*鉻酸、重鉻酸及其鹽橙紅黃堿中(pH>6):CrO42-⑴鹽的溶解性重鉻酸鹽常溫下大多易溶于水

Ag2Cr2O7↓鉻酸鹽多數難溶堿金屬鹽易溶堿土金屬鹽MgCrO4→BaCrO4,S依次減小重金屬鹽難溶同一金屬鹽:鉻酸鹽溶解度<重鉻酸鹽溶解度2022/12/1923⑴鹽的溶解性堿金屬鹽易溶同一金屬鹽:鉻酸鹽溶解度<重鉻酸鹽溶CrO42-+Ba2+=BaCrO4↓黃CrO42-+Pb2+=PbCrO4↓黃CrO42-+2Ag+=Ag2CrO4↓磚紅Cr2O72-+2Ba2++H2O=2BaCrO4↓+2H+Cr2O72-+2Pb2++H2O=2PbCrO4↓+2H+Cr2O72-+4Ag++H2O=2Ag2CrO4↓+2H+鉻酸鹽沉淀2022/12/1924CrO42-+Ba2+=BaCrO4↓黃Cr2O72-+2B⑵Cr2O72-的氧化性ψAθ(Cr2O72-/Cr3+)=1.33V鉻酸洗液:K2Cr2O7飽和溶液+濃H2SO42022/12/1925⑵Cr2O72-的氧化性ψAθ(Cr2O72-/Cr3+⑶常見鹽K2CrO4,Na2CrO4—黃色針狀晶體K2Cr2O7,Na2Cr2O7—橙紅色晶體(紅礬鉀,紅礬鈉)CrO5(過氧化鉻)2022/12/1926⑶常見鹽2022/12/1626Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO(O2)2+5H2OCrO(O2)2不穩(wěn)定,易分解.4CrO(O2)2+12H+=4Cr3++7O2↑+6H2O--鑒定Cr3+,CrO42-,Cr2O72-,H2O22022/12/1927Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO(O2)2+5H2.Cr(Ⅲ)的化合物Cr2O3Cr(OH)3Cr3+Cr(OH)4⑴Cr2O3

綠色固體，“鉻綠”，微溶于水，熔點高，穩(wěn)定性高，性質類同Al2O3Cr2O3+6H+=2Cr3++3H2OCr2O3+2OH-+3H2O=2Cr(OH)4制備：(NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O⑵Cr(OH)3

灰蘭色膠狀沉淀，兩性，性質類同AI(OH)32022/12/19282.Cr(Ⅲ)的化合物2022/12/1628Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2OCr(OH)3+3OH=Cr(OH)4⑶Cr3+（鉻鹽），在酸性溶液中穩(wěn)定易水解Cr3++S2-+H2O→Cr(OH)3↓+H2S↑弱還原性Cr(OH)4

深綠色，在堿液中有較強的還原性*2Cr(OH)4+3H2O2+2OH=2CrO42-+8H2O水解：2Cr(OH)4-=Cr(OH)3+OH2022/12/1929Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O弱還原⑷配合物

--H2O、NH3、Cl、CN、C2O42-等Cr(H2O)63+Cr(NH3)63+

紫色黃色3.Cr3+、Al3+、Fe3+異同電荷相同，半徑相近⑴M(OH)3顏色不同

Cr(OH)3Fe(OH)3Al(OH)3

灰藍紅棕白色2022/12/1930⑷配合物2022/12/1630⑵與氨的反應Cr3+能形成氨配合物，Cr(OH)3部分溶于氨水Al3+、Fe3+不能⑶堿中的還原性Cr(Ⅲ)+[O]→Cr(Ⅵ)Fe(Ⅲ)+[O]→Fe(Ⅵ)難Al(Ⅲ)+[O]≠2022/12/1931⑵與氨的反應2022/12/16312022/12/19322022/12/1632三、鉬和鎢的化合物1.WO3和MoO3均為難溶于水的酸性氧化物，能溶于氨水和強堿液。2022/12/1933三、鉬和鎢的化合物1.WO3和MoO32022/12/1632.酸及鹽pH值越小，聚合度越大（易形成多酸根）2022/12/19342.酸及鹽pH值越小，聚合度越大（易形成多酸根）2022/1

同多酸：若干水分子與2個或2個以上的同種酸酐組成的酸。H2O·2CrO3→

H2Cr2O7

雜多酸：若干水分子與2個或2個以上的不同種酸酐組成的酸。H3[P(Mo12O40)]鑒定PO43：12MoO42+3NH4++HPO42+23H+

=(NH4)3[P(Mo12O40)]6H2O↓+6H2O2022/12/1935同多酸：若干水分子與2個或2個以上的同種酸酐組成的酸§20-5錳副族一、概述

MnTcRe價電子層結構3d54s2

4d55s2

5d56s2

主氧化數+2,+3,+4+4,+6,+7+3,+4+6,+7+6,+7電負性1.551.91.9礦石：軟錳礦MnO2，黑錳礦Mn3O42022/12/1936§20-5錳副族一、概述2022/12/1636錳的電勢圖⑴歧化：MnO42,Mn3+3MnO42-+4H+=MnO2+2MnO4-+2H2OK=4.2×10572Mn3++2H2O=MnO2+Mn2++4H+K=3.1×109

⑵Mn2+最穩(wěn)定⑶MnO4,MnO2具有較強的氧化性

2022/12/1937錳的電勢圖⑴歧化：MnO42,Mn3+2022/1堿液中⑴歧化：Mn(OH)3K=1.8×105MnO42

K≈22.7⑵Mn(OH)2不穩(wěn)定，空氣中易被氧化為MnO2

[MnO(OH)2](暗棕)↓⑶MnO2較穩(wěn)定，MnO2、MnO42

、MnO4

在堿液中能以相當濃度共存。2022/12/1938堿液中2022/12/1638二、Mn(Ⅶ）的化合物KMnO4（灰錳氧）⑴物理性質：暗紫色晶體，易溶于水，水溶液呈紫紅色。0.1%的稀溶液可用于浸洗水果、碗、杯等用具，起消毒殺菌作用。5%的溶液可治療輕度燙傷。⑵不穩(wěn)定性2022/12/1939二、Mn(Ⅶ）的化合物KMnO4（灰錳氧）2022/12/1⑶強氧化性氧化能力及還原產物與溶液的酸堿性有酸中若MnO4過量*2MnO4（過）+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+堿中若SO32過量*SO32（過）+MnO42-+H2O=MnO2↓+SO42-+2OH2022/12/1940⑶強氧化性酸中若MnO4過量2022/12/1640KMnO4

的制法*3MnO42

+2CO2=2MnO4+MnO2+2CO32*2MnO42+Cl2=2MnO4+2ClMn2O7:

綠色油狀物，KMnO4的酸酐，273K下穩(wěn)定。常溫下，爆炸分解成MnO2、O2、O3,強氧化性，遇有機物發(fā)生爆炸。2022/12/1941KMnO4的制法Mn2O7:綠色油狀物，KMnO4的三、Mn(Ⅵ）的化合物K2MnO4

深綠色，只存在于強堿溶液中。酸液中歧化趨勢大（1057），氧化性強，不穩(wěn)定。制備2022/12/1942三、Mn(Ⅵ）的化合物K2MnO4深綠色，只存在于強四、Mn(Ⅳ）的化合物

MnO2:黑色粉末，以軟錳礦的形式存在于自然界中。堿性介質中易被氧化為MnO42中性介質中較穩(wěn)定酸性介質中為強氧化劑

MnO2+4HCl(濃)=MnCl2+2H2O+Cl2↑2MnO2+2H2SO4(濃)=2MnSO4+2H2O+O2↑MnO2+Na2SO3+H2SO4=MnSO4+Na2SO4+H2OMnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O2022/12/1943四、Mn(Ⅳ）的化合物MnO2:黑色粉末，以五、Mn(Ⅱ）的化合物1.鹽的溶解性

Mn(Ⅱ)的強酸鹽都溶于水,如MnSO4,Mn(NO3)2,MnCl2等。少數弱酸鹽難溶，如：MnS,MnCO3,Mn3(PO4)2等.2.Mn(Ⅱ)的穩(wěn)定性

酸液中穩(wěn)定,Mn(H2O)62+--淺粉紅色,NaBiO3、(NH4)2S2O8、PbO2、KIO4等可將Mn2+氧化MnO4。2022/12/1944五、Mn(Ⅱ）的化合物1.鹽的溶解性2.Mn(Ⅱ)的穩(wěn)定性堿性溶液中易被氧化Mn2++2OH-=Mn(OH)2↓(白)2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2[MnO2·H2O]↓(暗棕)2022/12/1945堿性溶液中易被氧化2022/12/16453.幾種重要的鹽：MnSO4:無水物白色,MnSO4·7H2O淺粉,非常穩(wěn)定,紅熱不分解。農業(yè)上用作種子發(fā)芽的藥劑.MnS:肉色,KSP=1.4×10-15,難溶于水,易溶于酸。不能在酸性介質中沉淀。Mn(NO3)2:受熱易分解,用于制純MnO2Mn(NO3)2=MnO2+2NO2↑2022/12/19463.幾種重要的鹽：2022/12/1646六、錳的氧化物及水合物氧化物水合物酸堿性MnOMn(OH)2

堿性Mn2O3Mn(OH)3

弱堿MnO2Mn(OH)4

兩性(MnO3)H2MnO4酸性Mn2O7HMnO4

酸性堿性增強酸性增強氧化性增強2022/12/1947六、錳的氧化物及水合物氧化物水合物酸堿性堿性增強§20過渡金屬（Ⅰ）§20-1引言§20-2鈦副族§20-3釩副族§20-4鉻副族§20-5錳副族§20-6重鉻酸鈉的生產§20-7無機物的顏色2022/12/1948§20過渡金屬（Ⅰ）§20-1引言2022/12/16§20-1引言ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧScTiVCrMnFeCoNiYZrNbMoTcRuRhPdLa系HfTaWReOsIrPtAc系Sc、Y、La系-稀土元素（RE，17種）過渡元素-具有部分充填d或f殼層電子的元素。內過渡元素-La系、Ac系元素外過渡元素-La系、Ac系外元素2022/12/1949§20-1引言ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧScTiVCrMnFe§20-2鈦副族一、概述

TiZrHf價電子層結構3d24s2

4d25s2

5d26s2

主要氧化數+3,+4+4+41.鈦的主要礦物：

鈦鐵礦：FeTiO3;金紅石:TiO22.M(Ⅳ)化合物主以共價鍵結合,水溶液中以MO2+形式存在,且容易水解.2022/12/1950§20-2鈦副族一、概述2022/12/1633.因鑭系收縮Zr4+(80pm),Hf4+(79pm)離子半徑相近,化學性質相似,分離困難.4.金屬鈦的性質、用途和制法物理性質：銀白光澤，熔點較高(1933±10),密度比鋼小,比鋁大(2.7<4.54<7.9),機械強度大(大于鋁,與鋼近似),是熱和電的良導體,可塑性大,易形成合金.因表面有致密、鈍性氧化物保護膜,抗腐蝕性強.新興的結構材料,在航海和航空制造業(yè)上有廣泛應用.制法:TiCI4+2Mg=Ti+2MgCI2;TiCI4+4Na=Ti+4NaCI2022/12/19513.因鑭系收縮Zr4+(80pm),Hf4+(79pm)離子化學性質:室溫下穩(wěn)定,不與稀酸、稀堿反應⑴高溫下直接與許多非金屬、金屬反應TiN、TiC、TiB、TiB2等⑵與熱濃鹽酸,熱硝酸,熱硫酸及氫氟酸等反應2Ti+6HCI(濃)=2TiCI3+3H2↑2Ti+3H2SO4(濃)=Ti2(SO4)3+3H2↑Ti+4HNO3=H2TiO3↓+4NO2↑+H2OTi+6HF=TiF62-+2H++2H2↑2022/12/1952化學性質:2022/12/165二、鈦的重要化合物1.TiO2(金紅石、鈦白)性質:純TiO2為白色,難溶于水的固體,兩性偏堿.TiO2+H2SO4(濃)=TiOSO4（硫酸鈦酰）+H2OTiO2+2NaOH(濃)=Na2TiO3+H2OTiO2+6HF=TiF62-+2H++2H2O

偏鈦酸鋇，具有壓電性能（在機械應力作用下，內部正、負電荷中心相對位移，而發(fā)生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷）。2022/12/1953二、鈦的重要化合物1.TiO2(金紅石、鈦白)*制法：硫酸法思考：使硫酸鈦酰水解反應正向進行的條件？稀釋，降低酸度，提高溫度。

用途：化學性質相對穩(wěn)定，覆蓋能力強，折射率高，無毒-制高級白色油漆。2022/12/1954*制法：硫酸法思考：使硫酸鈦酰水解反應正向進行的條件？202.TiCI4制法：TiO2+2CI2+2C=TiCI4+2CO性質：共價化合物，常溫下為無色液體，易揮發(fā)，易溶有機溶劑，易水解，在潮濕空氣中冒煙。TiCI4+3H2O=H2TiO3↓+4HCI↑-制煙幕彈TiCI4制其它化合物的原料。2022/12/19552.TiCI42022/12/1683.Ti(Ⅲ）化合物2TiCI4+H2=2TiCI3(紫)+2HCI2TiCI4+Zn=2TiCI3(紫)+

2ZnCI2Ti3+具有還原性，易被空氣氧化。4Ti3++2H2O+O2=4TiO2++4H+2022/12/19563.Ti(Ⅲ）化合物Ti3+具有還原性，易被空氣氧化。2024.鈦(IV)的配合物

Ti(IV)：正電荷較高，半徑較小(68nm)，電荷半徑的比值較大，具有很強的極化力，以至在Ti(IV)的水溶液中不存在簡單的水合配離子[Ti(H2O)6]4＋，只存在堿式的氧基鹽。(1)與水(H2O)的配合物在HClO4中：[Ti(OH)2(H2O)4]2＋(簡寫成TiO2＋，鈦酰離子)；在堿性溶液中：[Ti(OH)4(H2O)2]，TiO2·4H2O。2022/12/19574.鈦(IV)的配合物Ti(IV)：正電荷(2)與過氧化氫(H2O2)的配合物在Ti(IV)的溶液中加入過氧化氫，在強酸性溶液中顯紅色，在稀酸或中性溶液顯黃色。

2022/12/1958(2)與過氧化氫(H2O2)的配合物在Ti(I§20-3釩副族一、概述

VNbTa價電子層結構3d34s2

4d35s2

5d36s2

主氧化數+2,+3,+4,+5+3,+5+5+5是釩族元素最穩(wěn)定的氧化態(tài)釩族金屬都是強還原劑，但容易呈鈍態(tài)，室溫下活性較低。

Nb，Ta性質相近，共生。2022/12/1959§20-3釩副族一、概述2022/12/1612二、釩的重要化合物

V5+與Ti4+相比，極化力更強，水溶液中不存在簡單離子。V(Ⅴ)的存在形式

酸中:釩氧基(VO2+,VO3+)

堿中:含氧酸根(VO43-,VO3-)V(Ⅴ)的化合物一般有顏色1.V2O52022/12/1960二、釩的重要化合物V5+與Ti4+相比，極化力更強，物性:橙黃或磚紅色粉末,無味、有毒（釩化合物均有毒），微溶于水，水溶液淡黃色顯酸性?；裕孩艃尚云?/p>

V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O（正釩酸鹽，無色）

V2O5+2H+(強酸pH<1)=2VO2++H2O(釩酰離子，淡黃)⑵中強氧化劑

V2O5+6HCI=2VOCI2+CI2↑+3H2O2022/12/1961物性:橙黃或磚紅色粉末,無味、有毒（釩化合物均有毒），微溶于用途:接觸法制硫酸的催化劑,眾多有機反應的催化劑,加入玻璃中可防止紫外線透過.2.釩酸鹽

隨溶液中H+濃度增加，多釩酸根中的氧逐漸被H+奪走，使酸根中釩與氧的比值依次下降。2022/12/1962用途:接觸法制硫酸的催化劑,眾多有機反應的催化劑,加入玻璃中釩酸鹽在強酸性溶液中是強氧化劑VO2++Fe2++2H+→VO2++Fe3++H2O(釩酰離子)(亞釩酰離子)2VO2++H2C2O4+2H+→2VO2++2CO2↑+2H2O2022/12/1963釩酸鹽在強酸性溶液中是強氧化劑VO2++Fe2++2H+→V§20-4鉻副族一、概述

ⅥBCrMoW價電子層結構3d54s1

4d55s1

5d46s2

主氧化數+2,+3,+6

+3,+5,+6

+5,+6電負性1.662.162.36三對元素因鑭系收縮，性質極為相近。ZrHf；NbTa；MoW2022/12/1964§20-4鉻副族一、概述2022/12/16171.鉻元素電勢圖酸性溶液中：Cr2O72-具有強氧化性，Cr3+最穩(wěn)定，Cr2+最不穩(wěn)定，易被氧化。堿性溶液中：CrO42-最穩(wěn)定，Cr(Ⅲ)易被氧化.2022/12/19651.鉻元素電勢圖酸性溶液中：Cr2O72-具有強氧化性，C2.單質的物理性質銀白色金屬,熔沸點高(同周期中最高).W:所有金屬中熔點最高,3683±20KCr:所有金屬中硬度最大,93.單質的化學性質⑴常溫穩(wěn)定(氧化膜),純態(tài)活潑Cr+2HCI=H2↑+CrCI2(蘭色,不穩(wěn)定)4Cr2++4H++O2=2H2O+4Cr3+(綠色,穩(wěn)定)Cr+H2SO4(濃)→Cr3++SO2↑濃硝酸、王水中鈍化2022/12/19662.單質的物理性質2022/12/1619Mo:不溶HCI,溶濃H2SO4、濃HNO3和王水W:溶王水,HF+HNO3⑵高溫下能與X2、S、N2、C等非金屬化合。4.用途Cr：光澤，抗腐蝕性強，常用做金屬表面鍍層（自行車、汽車、精密儀器零件等），制合金（鉻鋼、不銹鋼等）Mo，W：大量用于制造耐高溫、耐磨、耐腐蝕的合金鋼W：燈絲，高溫電爐的發(fā)熱元件等。2022/12/1967Mo:不溶HCI,溶濃H2SO4、濃HNO3和王水2022/二、鉻的重要化合物1.Cr（Ⅵ）的化合物

Cr2O72-CrO42-CrO3

CrO22+CrO3:

“鉻酐”，暗紅晶體，易溶于水CrO3+H2O=H2CrO4（鉻酸，黃色）2CrO3+H2O=H2Cr2O7(重鉻酸，橙紅）受熱易分解：4CrO3=2Cr2O3+3O2↑強氧化劑，遇有機物易著火爆炸。2022/12/1968二、鉻的重要化合物1.Cr（Ⅵ）的化合物2022/12/16*

鉻酸、重鉻酸及其鹽酸性：H2CrO4<H2Cr2O7

中強酸，只存在于水溶液中。橙紅黃堿中(pH>6):CrO42-為主酸中(pH<2):Cr2O72-為主鉻化合物顏色2022/12/1969*鉻酸、重鉻酸及其鹽橙紅黃堿中(pH>6):CrO42-⑴鹽的溶解性重鉻酸鹽常溫下大多易溶于水

Ag2Cr2O7↓鉻酸鹽多數難溶堿金屬鹽易溶堿土金屬鹽MgCrO4→BaCrO4,S依次減小重金屬鹽難溶同一金屬鹽:鉻酸鹽溶解度<重鉻酸鹽溶解度2022/12/1970⑴鹽的溶解性堿金屬鹽易溶同一金屬鹽:鉻酸鹽溶解度<重鉻酸鹽溶CrO42-+Ba2+=BaCrO4↓黃CrO42-+Pb2+=PbCrO4↓黃CrO42-+2Ag+=Ag2CrO4↓磚紅Cr2O72-+2Ba2++H2O=2BaCrO4↓+2H+Cr2O72-+2Pb2++H2O=2PbCrO4↓+2H+Cr2O72-+4Ag++H2O=2Ag2CrO4↓+2H+鉻酸鹽沉淀2022/12/1971CrO42-+Ba2+=BaCrO4↓黃Cr2O72-+2B⑵Cr2O72-的氧化性ψAθ(Cr2O72-/Cr3+)=1.33V鉻酸洗液:K2Cr2O7飽和溶液+濃H2SO42022/12/1972⑵Cr2O72-的氧化性ψAθ(Cr2O72-/Cr3+⑶常見鹽K2CrO4,Na2CrO4—黃色針狀晶體K2Cr2O7,Na2Cr2O7—橙紅色晶體(紅礬鉀,紅礬鈉)CrO5(過氧化鉻)2022/12/1973⑶常見鹽2022/12/1626Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO(O2)2+5H2OCrO(O2)2不穩(wěn)定,易分解.4CrO(O2)2+12H+=4Cr3++7O2↑+6H2O--鑒定Cr3+,CrO42-,Cr2O72-,H2O22022/12/1974Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO(O2)2+5H2.Cr(Ⅲ)的化合物Cr2O3Cr(OH)3Cr3+Cr(OH)4⑴Cr2O3

綠色固體，“鉻綠”，微溶于水，熔點高，穩(wěn)定性高，性質類同Al2O3Cr2O3+6H+=2Cr3++3H2OCr2O3+2OH-+3H2O=2Cr(OH)4制備：(NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O⑵Cr(OH)3

灰蘭色膠狀沉淀，兩性，性質類同AI(OH)32022/12/19752.Cr(Ⅲ)的化合物2022/12/1628Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2OCr(OH)3+3OH=Cr(OH)4⑶Cr3+（鉻鹽），在酸性溶液中穩(wěn)定易水解Cr3++S2-+H2O→Cr(OH)3↓+H2S↑弱還原性Cr(OH)4

深綠色，在堿液中有較強的還原性*2Cr(OH)4+3H2O2+2OH=2CrO42-+8H2O水解：2Cr(OH)4-=Cr(OH)3+OH2022/12/1976Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O弱還原⑷配合物

--H2O、NH3、Cl、CN、C2O42-等Cr(H2O)63+Cr(NH3)63+

紫色黃色3.Cr3+、Al3+、Fe3+異同電荷相同，半徑相近⑴M(OH)3顏色不同

Cr(OH)3Fe(OH)3Al(OH)3

灰藍紅棕白色2022/12/1977⑷配合物2022/12/1630⑵與氨的反應Cr3+能形成氨配合物，Cr(OH)3部分溶于氨水Al3+、Fe3+不能⑶堿中的還原性Cr(Ⅲ)+[O]→Cr(Ⅵ)Fe(Ⅲ)+[O]→Fe(Ⅵ)難Al(Ⅲ)+[O]≠2022/12/1978⑵與氨的反應2022/12/16312022/12/19792022/12/1632三、鉬和鎢的化合物1.WO3和MoO3均為難溶于水的酸性氧化物，能溶于氨水和強堿液。2022/12/1980三、鉬和鎢的化合物1.WO3和MoO32022/12/1632.酸及鹽pH值越小，聚合度越大（易形成多酸根）2022/12/19812.酸及鹽pH值越小，聚合度越大（易形成多酸根）2022/1

同多酸：若干水分子與2個或2個以上的同種酸酐組成的酸。H2O·2CrO3→

H2Cr2O7

雜多酸：若干水分子與2個或2個以上的不同種酸酐組成的酸。H3[P(Mo12O40)]鑒定PO43：12MoO42+3NH4++HPO42+23H+

=(NH4)3[P(Mo12O40)]6H2O↓+6H2O2022/12/1982同多酸：若干水分子與2個或2個以上的同種酸酐組成的酸§20-5錳副族一、概述

MnTcRe價電子層結構3d54s2

4d55s2

5d56s2

主氧化數+2,+3,+4+4,+6,+7+3,+4+6,+7+6,+7電負性1.551.91.9礦石：軟錳礦MnO2，黑錳礦Mn3O42022/12/1983§20-5錳副族一、概述2022/12/1636錳的電勢圖⑴歧化：MnO42,Mn3+3MnO42-+4H+=MnO2+2MnO4-+2H2OK=4.2×10572Mn3++2H2O=MnO2+Mn2++4H+K=3.1×109

⑵Mn2+最穩(wěn)定⑶MnO4,MnO2具有較強的氧化性

2022/12/1984錳的電勢圖⑴歧化：MnO42,Mn3+2022/1堿液中⑴歧化：Mn(OH)3K=1.8×105MnO42

K≈22.7⑵Mn(OH)2不穩(wěn)定，空氣中易被氧化為MnO2

[MnO(OH)2](暗棕)↓