铬的重要化合物[精选].ppt

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铬的重要化合物[精选]

23-6 铬 曹阳 郁燕亚 钱颖丹 成志艳 23-6-1 概述 23-6-2 铬的重要化合物 23-6-3 含铬废水的处理 23-6-1 概述 铬是1797年法国化学家沃克兰在分析铬铅矿时首先发现的 铬占地壳的丰度为0.0083% 铬(Chromium)原意是颜色,因为它的化合物都有美丽的颜色 主要矿石 铬铁矿FeCr2O4 铬铅矿PbCrO4 铬赭石矿Cr2O3 炼钢所用的铬常由铬铁矿和碳在电炉中反应得到:FeCr2O4+4C=Fe+2Cr+4CO 铬是银白色有光泽的金属,是典型的立方体心结构。 在很纯时相当软,有延展性,含有杂质时硬而脆,是有较高熔点的硬金属,是所有金属中最硬的 铬的良好光泽和高的抗腐蚀性常用于电镀工业,如自行车、汽车、精密仪器零件中的电镀制件。 铬易与其它金属形成合金,因此铬在国防工业、冶金工业、化学工业方面有重要用途 铬钢含铬0.5%~1%、硅0.75%、锰0.5%~1.25%,很硬且有韧性,是机器制造业的重要原料;含铬12%的钢称“不锈钢”,有极强的耐腐蚀性能。 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 3d14s2 3d24s2 3d24s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 6个价电子都参与成键,因此,具有多种氧化态,最高、氧化态为+Ⅵ,常见氧化态为+Ⅵ、+Ⅲ、+Ⅱ。铬的元素电势图: 从电势图可以看出: 1. 在酸性溶液中,铬的最稳定氧化态是+Ⅲ,这可以由铬的3d电子开始进入原子内部的惰性电子实,不易使电子非定域化而形成金属键来解释。也正是因为这个原因,铬与钒相比,铬(Ⅵ)具有较钒低的熔点、沸点和原子化焓(如铬的熔点1857℃,钒为1890℃)。 2. 在酸性介质中,铬具有最强的氧化性,金属铬具有较强还原性。事实上,当铬没有被钝化时相当活泼,很容易将Cu、Sn、Ni等从它们的溶液中置换出来,也很容易溶于盐酸、硫酸和高氯酸。 例如 当铬溶于稀盐酸、稀硫酸时,先生成蓝色的CrCl2溶液,进一步被空气氧化为CrCl3绿色溶液: Cr + 2HCl = CrCl2 + H2 4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 +2H2O 铬与浓硫酸反应则生成SO2和Cr(SO4)3: 2Cr + 6H2SO4 = Cr(SO4)3 + 3SO4 + 6H2O 铬酸盐和重铬酸盐 工业上生产铬(VI)化合物,主要是通过铬铁矿与碳酸盐混合在空气中煅烧,使铬氧化成可溶性的铬酸盐4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3=====2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2↑ 用水浸取熔体,过滤以除去F2O3等杂质,Na2CrO4水溶液用适量的H2SO4酸化,可转化成Na2Cr2O7:2Na2CrO4+H2SO4==Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O 由Na2Cr2O7制取K2Cr2O7,只要在Na2Cr2O7溶液中加入固体KCl进行复分解反应即可: K2Cr2O7 +2 KCl == K2Cr2O7+2NaCl 利用重铬酸钾在低温时溶解度较小(273K时,94.1g/100g水),而温度对NaCl的溶解度影响不大的性质,可将K2Cr2O7和NaCl分离。 由于H2CrO4酸性较强(K1=4.1,K2=10-5),因此,它不像VO43-离子能形成许多种缩合酸。 除了加酸、加碱可使这个平衡发生移动外,如向这个溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+离子,则这些离子与CrO42-反应生成溶度积较低的铬酸盐,而使平衡向生成CrO42-的方向移动。所以,无论是向铬酸盐溶液或者重铬酸盐溶液中加入这些金属离子,生成产物都是铬酸盐沉淀: Cr2O72-+ 2Ba2++H2O==2H++2BaCrO4↓;Ksp=1.6×10-10 黄色 Cr2O72- +2 Pb2+ +H2O== 2H++2PbCrO4 ↓; Ksp=1.77×10-14

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