铬的重要化合物精选文档.ppt

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1、铬的重要化合物本讲稿第一页，共五十页本讲稿第二页，共五十页v23-6-1 概述概述v23-6-2 铬的重要化合物铬的重要化合物v23-6-3 含铬废水的处理含铬废水的处理本讲稿第三页，共五十页23-6-1 概述v 铬是铬是1797年法国化学家年法国化学家沃克兰沃克兰在分析铬铅矿在分析铬铅矿时首先发现的时首先发现的v铬占地壳的丰度为铬占地壳的丰度为0.0083%v铬铬(Chromium)原意是颜色，因为它的原意是颜色，因为它的化合物化合物都有美丽的颜色都有美丽的颜色本讲稿第四页，共五十页主要矿石v铬铁矿铬铁矿FeCr2O4v铬铅矿铬铅矿PbCrO4v铬赭石矿铬赭石矿Cr2O3本讲稿第五页，共五十

2、页炼钢所用的铬常由铬铁矿和碳在电炉中反应得到：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+4COv铬是银白色有光泽的金属，是典型的立方体铬是银白色有光泽的金属，是典型的立方体心结构。心结构。金属铬金属铬Cr 的的立方体心堆立方体心堆积积 v碱金属、碱金属、-Fe、v难熔金属（难熔金属（V，Nb，Ta，Cr，Mo，W）等）等 本讲稿第六页，共五十页v在很纯时相当软，有延展性，含有杂质时硬在很纯时相当软，有延展性，含有杂质时硬而脆，是有较高熔点的硬金属，是所有金属而脆，是有较高熔点的硬金属，是所有金属中最硬的中最硬的本讲稿第七页，共五十页v铬的良好光泽和高的抗腐

3、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。本讲稿第八页，共五十页v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v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。本讲稿第九页，共五十页Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 3d14s2 3d24s2 3d24s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2v6个价电子都参与成键，因此，具有多种氧化态，最高、氧化态个价电子都参与

4、成键，因此，具有多种氧化态，最高、氧化态为为+，常见氧化态为，常见氧化态为+、+、+。铬的元素电势图：。铬的元素电势图：Cr2O72-Cr3+Cr2+Cr+1.33-0.41-0.91-0.74+0.295A/VB/VCrO42-Cr（OH）3Cr（OH）2CrCrO2-1.2-1.48-0.13-1.1-1.4强氧化性强还原性很稳定很稳定本讲稿第十页，共五十页 从电势图可以看出：从电势图可以看出：v1.在酸性溶液中，铬的最稳定氧化态是在酸性溶液中，铬的最稳定氧化态是+，这可以由铬的，这可以由铬的3d电子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开始进入原子内部的惰性电

5、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（解释。也正是因为这个原因，铬与钒相比，铬（）具有较钒低的熔）具有较钒低的熔点、沸点和原子化焓（如铬的熔点点、沸点和原子化焓（如铬的熔点1857，钒为，钒为1890）。）。v2.在酸性介质中，铬具有最强的氧化性，金属铬具有较强还原在酸性介质中，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。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。本讲稿第十一页，

6、共五十页 例如例如v当铬溶于稀盐酸、稀硫酸时，先生成蓝色的当铬溶于稀盐酸、稀硫酸时，先生成蓝色的CrCl2溶液，进一步被空溶液，进一步被空气氧化为气氧化为CrCl3绿色溶液：绿色溶液：Cr+2HCl=CrCl2+H2 4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+2H2O 铬与浓硫酸反应则生成铬与浓硫酸反应则生成SO2和和Cr（SO4）3：2Cr+6H2SO4=Cr（SO4）3+3SO4+6H2O本讲稿第十二页，共五十页铬铬()化合物化合物铬的铬的+氧化态是最常见的氧化态是最常见的,其价层其价层电子结构为电子结构为3d34s04p0,而次外层电而次外层电子结构是子结构是3s23p63d3,属于属

7、于9-17电电子构型子构型,对原子核的屏蔽作用比对原子核的屏蔽作用比8电子层结构小电子层结构小,使使Cr3+离子有较高离子有较高的有效正电荷的有效正电荷.价层电子结构价层电子结构:3d4s4p本讲稿第十三页，共五十页铬铬()化合物化合物另外，另外，Cr3+离子半径又比较小由于离子半径又比较小由于Cr3+有较强的正电有较强的正电荷和空的荷和空的d轨道等决定了轨道等决定了Cr3+的化学特征是：的化学特征是：（）（）Cr3+离子的配位能力较强，容易同离子的配位能力较强，容易同H2O,NH3,Cl-,CN-,C2O42-等配体生成配位数为的配位化合物等配体生成配位数为的配位化合物（）（）Cr3+离子中

8、的个成单的离子中的个成单的d电子，吸收部分可见光可电子，吸收部分可见光可以发生以发生d-d跃迁，所以它的化合物都显颜色跃迁，所以它的化合物都显颜色（）（）Cr3+表现出较大的稳定性，在通常情况下，既不易被氧表现出较大的稳定性，在通常情况下，既不易被氧化为化为氧化态，也不易被还原成氧化态，也不易被还原成氧化态氧化态本讲稿第十四页，共五十页铬铬()化合物化合物-三氧化二铬和氢氧化铬三氧化二铬和氢氧化铬制备制备 金属铬在氧气中燃烧金属铬在氧气中燃烧,或重铬酸铵加热分解或重铬酸铵加热分解,或用或用硫还原重铬酸钠均可制得硫还原重铬酸钠均可制得绿色绿色的三氧化二铬的三氧化二铬(NH4)2Cr2O7 Cr2

9、O3+N2 +4H2ONa2Cr2O7+S Cr2O3+Na2SO4干法制备干法制备本讲稿第十五页，共五十页CrCr2 2O O3 3与与 Al Al2 2O O3 3同晶同晶,具有两性具有两性.Cr.Cr2 2O O3 3能溶于酸中能溶于酸中,溶于硫溶于硫酸得酸得紫色紫色的硫酸铬的硫酸铬():():铬铬()化合物化合物-三氧化二铬和氢氧化铬三氧化二铬和氢氧化铬Cr2O3+3H2SO4 Cr2(SO4)3+3H2OCrCr2 2O O3 3也能溶于浓的强碱中也能溶于浓的强碱中,溶于氢氧化钠生成溶于氢氧化钠生成深绿色深绿色亚铬酸钠亚铬酸钠:Cr2O3+2NaOH+3H2O 2NaCr(OH)4本

10、讲稿第十六页，共五十页铬铬()化合物化合物-三氧化二铬和氢氧化铬三氧化二铬和氢氧化铬灼烧过的灼烧过的CrCr2 2O O3 3不溶于酸中不溶于酸中,但可以用熔融法使它变但可以用熔融法使它变为可溶性的盐为可溶性的盐,如如:Cr2O3+2K2S2O7 Cr2(SO4)3+3K2SO4 Cr2O3+6KHSO4 Cr2(SO4)3+3K2SO4+3H2OCrCr2 2O O3 3微溶于水微溶于水,熔点很高熔点很高,为为2263K.Cr2263K.Cr2 2O O3 3是冶炼铬的原料是冶炼铬的原料,由由于它呈现绿色于它呈现绿色,也可用作绿色颜料也可用作绿色颜料.它的硬度较大它的硬度较大,可用作可用作研

11、磨料研磨料.近年来将近年来将CrCr2 2O O3 3用作有机合成的催化剂用作有机合成的催化剂.本讲稿第十七页，共五十页铬铬()化合物化合物-三氧化二铬和氢氧化铬三氧化二铬和氢氧化铬向铬向铬()()盐溶液中加碱盐溶液中加碱,析出灰蓝色水合三氧化二铬析出灰蓝色水合三氧化二铬的胶状沉淀的胶状沉淀.水合三氧化二铬水合三氧化二铬(Cr(Cr2 2O O3 3nHnH2 2O)O)也具有两也具有两性性,既溶于酸既溶于酸,同时也溶于浓碱形成绿色的亚铬酸盐同时也溶于浓碱形成绿色的亚铬酸盐CrOCrO2-2-,在水溶液中在水溶液中,实际上是羟合离子实际上是羟合离子,应写成应写成Cr(OH)Cr(OH)4 4-

12、或或Cr(OH)Cr(OH)6 6 3-3-:Cr2O3nH2O+6H3O+2Cr(H2O)63+(n-3)H2OCr2O3nH2O+6OH-2Cr(OH)63-+(n-3)H2OCr3+CrO2-无论是Cr3+还是CrO2-,在水中都有水解作用本讲稿第十八页，共五十页铬铬()化合物化合物-三氧化二铬和氢氧化铬三氧化二铬和氢氧化铬向铬（向铬（）盐溶液中加入）盐溶液中加入2mol/LNaOH,2mol/LNaOH,则生成则生成灰蓝灰蓝色色的胶状沉淀的胶状沉淀:Cr2SO4+6NaOH 2Cr(OH)3 +Na2SO4 氢氧化铬也具有两性氢氧化铬也具有两性,在溶液中存在如下的平衡在溶液中存在如下的

13、平衡:Cr3+OH-Cr(OH)3 H2O+HCrO2-H+CrO2-+H2O本讲稿第十九页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()盐和亚铬酸盐盐和亚铬酸盐最重要的铬最重要的铬()()盐是硫酸铬和铬矾盐是硫酸铬和铬矾.将将CrCr2 2O O3 3溶于冷硫酸中溶于冷硫酸中,则得到则得到紫色紫色的的CrCr2 2(SO(SO4 4)3 318H18H2 2O,O,此外还有此外还有绿色绿色的的CrCr2 2(SO(SO4 4)3 36H6H2 2O O和和桃红色桃红色的无水的无水CrCr2 2(SO(SO4 4)3 3.硫酸铬硫酸铬()()与碱金属硫酸盐可以形成铬矾与碱金属硫酸盐可以形成铬矾:MC

14、r(SO:MCr(SO4 4)2 212H12H2 2OM=NaOM=Na+,K,K+,Rb,Rb+,Cs,Cs+,NH,NH4+4+,Tl,Tl+K2Cr2O7+H2SO4+3SO2 K2SO4Cr2(SO4)3+H2O本讲稿第二十页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()盐和亚铬酸盐盐和亚铬酸盐CrCr3+3+在酸性溶液中是稳定的在酸性溶液中是稳定的,但在碱性溶液中但在碱性溶液中CrOCrO2-2-却却有较强的还原性有较强的还原性:CrO4-+2H2O+3e-CrO2-+4OH-=-0.13V在碱性溶液中在碱性溶液中,亚铬酸盐可以被过氧化氢或者过氧化亚铬酸盐可以被过氧化氢或者过氧化钠氧化成

15、铬酸盐钠氧化成铬酸盐:2CrO2-+3H2O2+2OH-2CrO42-+4H2O 2CrO2-+3Na2O2+2H2O 2CrO42-+6Na+4OH-本讲稿第二十一页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()盐和亚铬酸盐盐和亚铬酸盐在酸性溶液中在酸性溶液中,Cr,Cr3+3+的还原性就弱的多了的还原性就弱的多了:Cr2O72-+14H+6e-2Cr3+7H2O=+1.33V只有象过硫酸铵只有象过硫酸铵,高锰酸钾这样的很强的氧化剂高锰酸钾这样的很强的氧化剂,才能将才能将CrCr3+3+氧化氧化:S2O82-+2e-2SO42-=+2.0VMnO4-+8H+5e-Mn2+4H2O =+1.51V它

16、们的反应方程式如下它们的反应方程式如下:2Cr3+3S2O82-+7H2O Cr2O72-+6SO42-+14H+10Cr3+6MnO4-+11H2O 5Cr2O72-+6Mn2+22H+Ag+催化催化加热加热加热加热本讲稿第二十二页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()的配合物的配合物Cr()Cr()形成配位化合物的能力很强形成配位化合物的能力很强,除少数例外除少数例外,Cr(),Cr()的配位数的配位数都是都是6,6,其单核配位化合物的空间构型为八面体其单核配位化合物的空间构型为八面体,Cr,Cr3+3+离子提供离子提供6 6个空个空轨道轨道,形成形成6 6个个d d2 2spsp3 3

17、杂化轨道杂化轨道:3d4s4pd2sp3杂化杂化凡能够提供电子对凡能够提供电子对,起路易斯碱作用的离子和分子起路易斯碱作用的离子和分子都能作为配位体与都能作为配位体与CrCr3+3+配位配位,形成配阴离子或配阳形成配阴离子或配阳离子或中性配和分子离子或中性配和分子本讲稿第二十三页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()的配合物的配合物但是铬但是铬()()的配位化合物所以为数众多的配位化合物所以为数众多,不仅是因为不仅是因为有大量的离子和分子可以作为它的配位体有大量的离子和分子可以作为它的配位体,而且还由而且还由于存在许多同分异构现象于存在许多同分异构现象.实际上溶液中并不存在简单的实际上溶液中

18、并不存在简单的CrCr3+3+离子离子,而是以六而是以六水合铬水合铬()()离子离子Cr(HCr(H2 2O)O)6 6 3+3+存在存在.当当Cr(HCr(H2 2O)O)6 6 3+3+中的水被其他配体中的水被其他配体,如如NHNH3 3,Cl,Cl-等取等取代时代时,就生成一系列混合配体配合物就生成一系列混合配体配合物.本讲稿第二十四页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()的配合物的配合物例如例如:CrClCrCl3 36H6H2 2O O就有三种水合异构体就有三种水合异构体:紫色紫色的的Cr(HCr(H2 2O)O)6 6 3+3+,蓝绿色蓝绿色的的CrCr(H(H2 2O)O)5

19、5ClClClCl2 2H H2 2O O和和绿色绿色的的Cr(HCr(H2 2O)O)4 4ClCl2 2ClCl2H2H2 2O.O.Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O Cr(H2O)6Cl3 Cr(H2O)5ClCl2H2O冷却冷却HClHCl乙醚乙醚HClHClCr(H2O)63+中的水分子除被中的水分子除被Cl-置换外置换外,还可以被其他配位体置换还可以被其他配位体置换,例如被氨置换形成氨或水例如被氨置换形成氨或水-氨配位化合物氨配位化合物:Cr(H2O)63+(紫紫)Cr(NH3)2(H2O)43+(紫红紫红)Cr(NH3)3(H2O)33+(浅红浅红)Cr(NH3)4(H2O)2

20、3+(橙红橙红)Cr(NH3)5H2O3+(橙黄橙黄)Cr(NH3)63+(黄黄)随内界的水分子逐渐被氨分子所取代随内界的水分子逐渐被氨分子所取代,配离子的配离子的颜色逐渐向长波方向移动颜色逐渐向长波方向移动第三版第三版P965P965本讲稿第二十五页，共五十页铬铬()化合物化合物-铬铬()的配合物的配合物铬铬()()还能形成许多桥联多核配位化合物还能形成许多桥联多核配位化合物,以以OHOH-,O,O2-2-,SO,SO4 42-2-,CH,CH3 3COOCOO-,HCOO,HCOO-等为桥等为桥,把两个或两个以上的把两个或两个以上的CrCr3+3+离子连接起来离子连接起来.例如例如,铬铬(

21、)()盐在水溶液中的水解盐在水溶液中的水解:Cr(H2O)63+H2O Cr(OH)(H2O)52+H3O+pK=3.89降低酸度降低酸度,可以进一步缩合成多核配位化合可以进一步缩合成多核配位化合物物:继续加碱继续加碱,开始析出灰蓝色胶状沉淀开始析出灰蓝色胶状沉淀Cr(OH)Cr(OH)3 3nHnH2 2O.(O.(实实际上是不定量水组成的水合三氧化二铬际上是不定量水组成的水合三氧化二铬CrCr2 2O O3 3nHnH2 2O).Cr(OH)O).Cr(OH)3 3nHnH2 2O O能溶于过量的碱中能溶于过量的碱中,生成生成Cr(OH)Cr(OH)6 6 3-3-本讲稿第二十六页，共五十

22、页CrCr3+3+Al Al3+3+Fe Fe3+3+的比较的比较类似类似:它们都能和它们都能和H H2 20 0组成一定配位数的水合离子组成一定配位数的水合离子,都容易形成矾都容易形成矾,遇适量的碱都生成遇适量的碱都生成M(OH)M(OH)3 3nHnH2 2O(O(实际上是实际上是M M2 2O O3 3nHnH2 2O)O)胶状沉胶状沉淀淀主要原因是主要原因是:它们电荷相同它们电荷相同,Cr,Cr3+3+和和FeFe3+3+的的离子半径也很接近离子半径也很接近.本讲稿第二十七页，共五十页CrCr3+3+Al Al3+3+Fe Fe3+3+的比较的比较差异:1.1.胶体的氢氧化物颜色各不相

23、同胶体的氢氧化物颜色各不相同:Cr(OH):Cr(OH)3 3灰蓝色灰蓝色,Fe(OH),Fe(OH)3 3红棕色红棕色,Al(OH),Al(OH)3 3白色白色2.2.它们的氢氧化物虽都具有两性它们的氢氧化物虽都具有两性,但以但以Al(OH)Al(OH)3 3的两性最显著的两性最显著,其次是其次是Cr(OH)Cr(OH)3 3,而而Fe(OH)Fe(OH)3 3仅微具两仅微具两性性(以碱性为主以碱性为主)3.Cr3.Cr3+3+能同氨形成配位化合物能同氨形成配位化合物,而而AlAl3+3+和和FeFe3+3+在水在水溶液中不形成氨配位化合物溶液中不形成氨配位化合物.4.4.在碱性介质中在碱性

24、介质中 Cr()Cr()可以被氧化成可以被氧化成Cr()Cr()化合化合物物,而在同样条件下而在同样条件下,Fe,Fe3+3+的还原性则弱的多的还原性则弱的多,Al,Al3+3+根根本不能形成更高氧化态本不能形成更高氧化态可可以以利利用用这这些些差差异异鉴鉴定定和和分分别别这这三三种种离离子子本讲稿第二十八页，共五十页二、铬（二、铬（VI）化合物）化合物 在第一过渡系元素中，在第一过渡系元素中，Cr6+比同周期的比同周期的Ti4+、V5+离子有更离子有更高的正电荷和更小的半径（高的正电荷和更小的半径（52cm）。因此，不论在晶体中还是在）。因此，不论在晶体中还是在溶液中都不存在简单溶液中都不存

25、在简单Cr6+离子。常见的铬（离子。常见的铬（VI）化合物是氧化物）化合物是氧化物CrO3、铬氧基、铬氧基CrO2 2+、含氧酸盐、含氧酸盐CrO42-和和Cr2O72-，其中又以重，其中又以重铬酸钾（俗称红矾钾）、重铬酸钠（俗称红矾钠）最为重要。铬酸钾（俗称红矾钾）、重铬酸钠（俗称红矾钠）最为重要。但是铬（但是铬（VI）的化合物有较大毒性。）的化合物有较大毒性。本讲稿第二十九页，共五十页在铬（在铬（VI）化合物中由于）化合物中由于Cr_O之间有较强的极化作用，当这些之间有较强的极化作用，当这些含氧化合物吸收部分可见光后，集中在配位氧原子一端的电子向含氧化合物吸收部分可见光后，集中在配位氧原子

26、一端的电子向中心中心Cr（VI）离子跃迁，因而使这些化合物都显颜色。）离子跃迁，因而使这些化合物都显颜色。三氧化铬三氧化铬（CrO3）俗称铬酐俗称铬酐暗红色暗红色重铬酸钾重铬酸钾（K2Cr2O7）俗称红矾钾俗称红矾钾 橙红色橙红色重铬酸钠重铬酸钠（Na2Cr2O7)俗称红矾钠俗称红矾钠 桔红色桔红色本讲稿第三十页，共五十页铬酸盐和重铬酸盐工业上生产铬（工业上生产铬（VI）化合物，主要是通过铬铁矿与碳酸盐）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

27、+8CO2用水浸取熔体，过滤以除去用水浸取熔体，过滤以除去F2O3等杂质，等杂质，Na2CrO4水溶液水溶液用适量的用适量的H2SO4酸化，可转化成酸化，可转化成Na2Cr2O7：2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O本讲稿第三十一页，共五十页 由由Na2Cr2O7制取制取K2Cr2O7,只要在只要在Na2Cr2O7溶液中加入固体溶液中加入固体KCl进行复分解反应即可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（利用重铬酸钾在低温时溶解度较小（273K时，时，94.1g/100g水），而温度对水），而温度

28、对NaCl的溶解度的溶解度影响不影响不大的性质，可将大的性质，可将K2Cr2O7和和NaCl分离。分离。本讲稿第三十二页，共五十页上述上述CrO42-与与Cr2O72-之间的转化可能是因为铬酸盐或重之间的转化可能是因为铬酸盐或重铬酸盐在水溶液中存在着下列缩合平衡铬酸盐在水溶液中存在着下列缩合平衡:2 CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;K=4.21014加酸可使平加酸可使平衡向右移动衡向右移动,Cr2O72-离子浓度升高。离子浓度升高。加碱可使平衡左移，加碱可使平衡左移，CrO42-离子浓度升高。因此溶液中离子浓度升高。因此溶液中CrO42-与与Cr2O72-离子离子浓度的比值决定于

29、溶液中的浓度的比值决定于溶液中的pH。在酸性溶液中主要。在酸性溶液中主要以以Cr2O72-形式存在，在碱性溶液中则以形式存在，在碱性溶液中则以CrO42-形式为主。形式为主。本讲稿第三十三页，共五十页 由于由于H2CrO4酸性较强酸性较强(K1=4.1,K2=10-5),因此因此,它不像它不像VO43-离离子能形成许多种缩合酸。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加入Ba2+、Pb2+、Ag+离子，则这些离子与离子，则这些离子与CrO42-反应生成溶度积反应生成溶度积较低的较低的铬酸盐，而使平衡向生成

30、铬酸盐，而使平衡向生成CrO42-的方向移动。所以，无论是的方向移动。所以，无论是向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：物都是铬酸盐沉淀：Cr2O72-+2Ba2+H2O=2H+2BaCrO4;Ksp=1.610-10 黄色 Cr2O72-+2 Pb2+H2O=2H+2PbCrO4;Ksp=1.7710-14 黄色 Cr2O72-+4 Ag+H2O=2H+2 Ag2CrO4;Ksp=9.010-12 砖红色砖红色 实验室中常用实验室中常用Ba2+、Pb2+、Ag+离子来检验离子来检验CrO42-的存在的存在

31、。本讲稿第三十四页，共五十页重铬酸盐在酸性溶液中是强氧化剂。例如，在重铬酸盐在酸性溶液中是强氧化剂。例如，在冷溶液中冷溶液中K2Cr2O7可以氧化可以氧化H2S、H2SO3和和HI；在加热时可氧化；在加热时可氧化HBr和和HCl。在这些反应中，。在这些反应中，Cr2O72-的还原产物都是的还原产物都是Cr3+的盐。的盐。Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O;Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3+3SO42-+4H2O在分析化学中，常用在分析化学中，常用K2Cr2O7来测定铁：来测定铁：K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(S

32、O4)3+K2SO4+7H2O 本讲稿第三十五页，共五十页Na2Cr2O7用碳还原得到Cr2O3：Na2Cr2O7+2C=Cr2O3+Na2CO3+CO 将将H2O2加到重铬酸盐溶液中会生成黄色的五氧化加到重铬酸盐溶液中会生成黄色的五氧化铬，可用于鉴定铬，可用于鉴定CrO42-和和Cr2O72-。实验室中所用的溶液是重铬酸钾饱和溶液和浓硫实验室中所用的溶液是重铬酸钾饱和溶液和浓硫酸的混合物（往酸的混合物（往5 g K2Cr2O7配制的饱和溶液中配制的饱和溶液中加入加入100ml浓硫酸浓硫酸 ），即铬酸洗液。有强氧化性，），即铬酸洗液。有强氧化性，可用来洗涤化学玻璃器皿，以除去器壁上黏附的可用来

33、洗涤化学玻璃器皿，以除去器壁上黏附的油脂层。洗涤液使用后，红棕色逐渐转化为暗绿油脂层。洗涤液使用后，红棕色逐渐转化为暗绿色，若全部变为暗绿色，说明洗涤液已经失效。色，若全部变为暗绿色，说明洗涤液已经失效。本讲稿第三十六页，共五十页重铬酸钾也可以被乙醇还原重铬酸钾也可以被乙醇还原：3CH3CH2OH+2K2Cr2O7+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O 利用该反应可监测司机是否酒后开车。利用该反应可监测司机是否酒后开车。Na2Cr2O7和和K2Cr2O7均为大粒的橙红色晶体。均为大粒的橙红色晶体。是实验室常用的基准试剂和氧化剂。在工业上是实验室常用的基

34、准试剂和氧化剂。在工业上K2Cr2O7大量用于鞣革、颜料、电镀等方面。大量用于鞣革、颜料、电镀等方面。本讲稿第三十七页，共五十页过氧化铬过氧化铬在铬酸盐的酸性溶液中加入在铬酸盐的酸性溶液中加入H2O2，生成深蓝色的，生成深蓝色的过氧化铬过氧化铬CrO(O2)2;H2CrO4-+2 H2O2+H+CrO(O2)2+3H2O 过氧化铬的结构相当于过氧化铬的结构相当于CrO3中两个氧被两个过中两个氧被两个过氧基取代，氧基取代，CrO(O2)2不稳定，极易分解放氧；不稳定，极易分解放氧；冷冷 4CrO(O2)2+12H+4Cr3+7O2+6H2O本讲稿第三十八页，共五十页三氧化铬三氧化铬 三氧化铬俗名

35、三氧化铬俗名“铬酐铬酐”。往。往K2Cr2O7的溶液中加的溶液中加入浓硫酸，可以析出橙红色的入浓硫酸，可以析出橙红色的CrO3晶体：晶体：K2Cr2O7+H2SO4=K2SO4+2CrO3+H2O CrO3是一种强酸性而且共价性相当强的氧化物，是一种强酸性而且共价性相当强的氧化物，有毒、易溶于水，在有毒、易溶于水，在298K时，每时，每100g水能溶水能溶166g CrO3，水溶液称为铬酸。三氧化铬是一种水溶液称为铬酸。三氧化铬是一种强氧化剂，遇到有机物猛烈反应以至着火燃烧，强氧化剂，遇到有机物猛烈反应以至着火燃烧，甚至可能爆炸。广泛应用在有机物化学中做氧甚至可能爆炸。广泛应用在有机物化学中做

36、氧化剂。化剂。本讲稿第三十九页，共五十页三氧化铬的晶体是由共用顶点的三氧化铬的晶体是由共用顶点的CrO4四面体组成的链四面体组成的链构成。这种结构使得构成。这种结构使得CrO3的熔点只有的熔点只有470K。当。当CrO3熔融，并加热到熔融，并加热到493523K以上时，它失去氧生成一系以上时，它失去氧生成一系列较低的氧化物，最终产物是绿色的列较低的氧化物，最终产物是绿色的Cr2O3：CrO3 Cr3O8 Cr2O5 CrO2 Cr2O3,CrO3 不稳定，不稳定，加热易分解出氧气；加热易分解出氧气；4 CrO3 =2 Cr2O3+3O2用铝热法还原用铝热法还原Cr2O3 得到金属铝得到金属铝:

37、Cr2O3(s)+2Al(s)=2Cr(s)+Al2O3(s);本讲稿第四十页，共五十页将重铬酸钾与氯化物在浓硫酸中加热，可蒸馏将重铬酸钾与氯化物在浓硫酸中加热，可蒸馏制得氯化酰铬制得氯化酰铬CrO2Cl2，又称二氯二氧化铬。，又称二氯二氧化铬。K2Cr2O7+3H2SO4+4KCl=2CrO2Cl2+3K2SO4+3H2O 氯化氢与氯化氢与CrO3反应也可生成反应也可生成CrO2Cl2；2HCl+CrO3=CrO2Cl2+H2O 本讲稿第四十一页，共五十页CrO2Cl2是四面体形的共价分子，深红色液体，沸点是四面体形的共价分子，深红色液体，沸点390K，易挥发。这一性质用在钢铁分析中，当有铬

38、易挥发。这一性质用在钢铁分析中，当有铬干扰时，在溶解试样时加入干扰时，在溶解试样时加入NaCl和和HClO4，加热蒸，加热蒸发至冒烟，使生成的发至冒烟，使生成的CrO2Cl2挥发而除去；挥发而除去；Cr2O72-+4Cl-+6H+=2CrO2Cl2+3H2O CrO2Cl2在不见光时比较稳定，遇水易分解；在不见光时比较稳定，遇水易分解；2CrO2Cl2+3H2O=H2Cr2O7+4HCl本讲稿第四十二页，共五十页 铬的化合物有毒，六价铬为吞入性毒铬的化合物有毒，六价铬为吞入性毒物物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可感；更可能造

39、成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。但这些是能致癌，对环境有持久危险性。但这些是六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并六价铬的特性，铬金属、三价或四价铬并不具有这些毒性。不具有这些毒性。本讲稿第四十三页，共五十页 铬铬以从消化道进入人体为主，也可以经呼吸道进以从消化道进入人体为主，也可以经呼吸道进入人体。入人体。铬铬中毒可引起中毒可引起鼻炎，咽喉炎，恶心，呕吐，胃鼻炎，咽喉炎，恶心，呕吐，胃肠溃疡和胃肠功能紊乱等肠溃疡和胃肠功能紊乱等。因此，必须对铬的冶炼，电镀，皮革，染因此，必须对铬的冶炼，电镀，皮革，染料，制药等工厂，企业所排放的废气和废水料，制药等工厂，企业所排放的废气和废

40、水进行处理。进行处理。本讲稿第四十四页，共五十页目前研究和采取的处理方法较多，主要有以下方法目前研究和采取的处理方法较多，主要有以下方法：还原法还原法电解法电解法离子交换法离子交换法本讲稿第四十五页，共五十页还原法在酸性介质中将Cr（）用还原剂（如FeSO4，NaHSO3）还原成Cr（）。调pH为68，使Cr（）以Cr（OH）3沉淀析出，灼烧得到氧化物回收。若加入适当过量的FeSO4，在反应中并通入适量的空气，使Fe2+与Fe3+（Cr3+）的比例适当时，可产生具有磁性的，组成类似于FeSO4.xH2O的铁氧体沉淀，用电磁铁将沉淀析出，变废为宝。本讲稿第四十六页，共五十页 电 解 法将含废水放

41、入电解槽内，用作阳极进行点解：阳极：Fe Fe2+2e-阴极：2H2O+2e-H2+2OH-阳极区生成的Fe2+与废水中Cr2O72-发生反应，生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀除去。多余的Fe2+可用S 2-以FeS沉淀除去。此法可使废水的Cr（）降低到0.001mg/L。本讲稿第四十七页，共五十页 离子交换法 采用季胺型强碱性阴离子交换树脂（R-NOH-），使废水中Cr（）与树脂上OH-发生离子交换反应2RN-OH+CrO4 2-（RN）2CrO4+2OH-在交换一段时间后停止通废水，再通NaOH溶液使Cr（）以高浓度进入溶液回收，并使树脂得

42、到再生。此法适用处理大量低浓度的含铬废水。交换 再生本讲稿第四十八页，共五十页含铬废水处理方法为含铬废水处理方法为：通过置换反应制备液体硫酸亚铁备用，液体硫酸亚铁的浓通过置换反应制备液体硫酸亚铁备用，液体硫酸亚铁的浓度为度为3642，pH值为值为45；对含铬废水通过隔油调节池对含铬废水通过隔油调节池调节水质、去除油质；调节水质、去除油质；在还原反应池中投加新制备液体硫酸在还原反应池中投加新制备液体硫酸亚铁，把含铬废水中的六价铬还原成三价铬；亚铁，把含铬废水中的六价铬还原成三价铬；在中和池中加在中和池中加入碱使三价铬完全形成氢氧化铬的沉淀；入碱使三价铬完全形成氢氧化铬的沉淀；进入沉淀池沉淀进入沉

43、淀池沉淀分离后，废水排放，污泥经过压滤机后集中处理。分离后，废水排放，污泥经过压滤机后集中处理。上述处理方法中，省去酸化这一步，使反应的上述处理方法中，省去酸化这一步，使反应的pH值提高值提高到到4以上以上，保证了大量含铬废水的处理成功；新制备液体硫酸亚，保证了大量含铬废水的处理成功；新制备液体硫酸亚铁比固体硫酸亚铁的活性高，铁比固体硫酸亚铁的活性高，具有用碱量少，投加量少，产生污具有用碱量少，投加量少，产生污泥量少的优点泥量少的优点本讲稿第四十九页，共五十页相同氧化态相同氧化态(Cr 3d(Cr 3d5 54s4s1 1)和不同和不同氧化态物种的转化如下氧化态物种的转化如下:Cr3+Cr(OH)3CrO2-Cr2O72-CrO42-H+OH-OH-H+H+强氧化剂强氧化剂H+还原剂还原剂OH-H+OH-氧化剂氧化剂OH-强还原剂强还原剂本讲稿第五十页，共五十页