铬的重要化合物[精选].ppt

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