第12讲-副族元素课件.ppt

1、1过渡系元素过渡系元素通通 性性钅钅钅钅喜波黑麦卢 钅 杜钅铌 钽钇锆铪钼钨锝铼 钌铑钯锇 铱铂钪钛钒铬锰铁钴镍Zr NbMo Tc RuRhPdHf TaW Re OsIrPt VIIIIIIBIVBVBVIB VIIBRf DbSgBhHsMtUunAc-LrScTiVCrMnFeCoNiYLaLu-21222324252627283940414243444546727374757677781041051061071081091105789 103-71第一过渡第一过渡系元素系元素第二过渡第二过渡系元素系元素第三过渡第三过渡系元素系元素2一、过渡元素概述一、过渡元素概述 （一）过渡元素原子

2、的特征（一）过渡元素原子的特征 同一周期元素价电子一般依次填充在次外层的同一周期元素价电子一般依次填充在次外层的d轨轨道上，最外层只有道上，最外层只有12个电子（个电子（Pd例外），其价层电子例外），其价层电子构型为构型为(n-1)d110ns12。 与同周期主族元素比较，过渡元素的原子半径一般与同周期主族元素比较，过渡元素的原子半径一般比较小。从左到右随原子序数的增加，原子半径慢慢比较小。从左到右随原子序数的增加，原子半径慢慢减小（有效核电荷增加），在减小（有效核电荷增加），在IBIB前后又稍增大，因前后又稍增大，因CuCu副族前后副族前后d d亚层接近或达全充满状态，屏蔽作用增大，亚层接近

3、或达全充满状态，屏蔽作用增大，所以半径稍增大。所以半径稍增大。 3一、过渡元素概述一、过渡元素概述（二）单质的物理性质（二）单质的物理性质 由于过渡元素最外层一般为由于过渡元素最外层一般为1212个电子，容易失个电子，容易失去，所以它们的单质均为金属，单质的外观多为银白去，所以它们的单质均为金属，单质的外观多为银白色或灰白色，有光泽。色或灰白色，有光泽。 （三）金属活泼性（三）金属活泼性 同族元素从上到下（除同族元素从上到下（除B B外）活泼性减弱，外）活泼性减弱，第第二、三过渡系元素的单质非常稳定，一般不与强酸反二、三过渡系元素的单质非常稳定，一般不与强酸反应，但和浓碱或熔碱可反应，生成相应

4、的含氧酸盐。应，但和浓碱或熔碱可反应，生成相应的含氧酸盐。 4一、过渡元素概述一、过渡元素概述( (四四) )氧化数氧化数 （1 1）有多种氧化数）有多种氧化数 （2 2）同周期变化趋势：从左到右由）同周期变化趋势：从左到右由“低低高高低低”，这是因这是因(n-1)d(n-1)d5 5半满后半满后d d电子作为价电子趋势变弱；电子作为价电子趋势变弱； （3 3）同族变化趋势：从上到下，高氧化数化合物更）同族变化趋势：从上到下，高氧化数化合物更趋稳定趋稳定 ；同族最高价同族最高价B-B-B B、B B与族数相同，与族数相同， 只有两种元素达只有两种元素达+8+8，IBIB特别。特别。 （4 4）

5、同一元素不同氧化数，相邻两氧化数间隔为）同一元素不同氧化数，相邻两氧化数间隔为1 1， （5）许多过渡金属还能形成更低的氧化数。）许多过渡金属还能形成更低的氧化数。5一、过渡元素概述一、过渡元素概述（五）离子的颜色（五）离子的颜色 过渡元素在水溶液中形成的水合配离子，大都显过渡元素在水溶液中形成的水合配离子，大都显色（与色（与s区、区、p区不同），主要是因为此时过渡元素离区不同），主要是因为此时过渡元素离子的子的d轨道未填满电子，可能在吸收不同波长可见光轨道未填满电子，可能在吸收不同波长可见光d电子跃迁显示出互补可见光的颜色出来。电子跃迁显示出互补可见光的颜色出来。规律为：规律为：没没有未成对

6、有未成对d d电子的水合离子或配合物是无色的，如电子的水合离子或配合物是无色的，如ZnZn2+2+、HgHg2+2+，具有未成对，具有未成对d d电子的水合离子或配合物一般呈现电子的水合离子或配合物一般呈现明显的颜色明显的颜色CuCu2+2+蓝色、蓝色、NiNi2+2+绿色、绿色、CoCo2+2+粉红色粉红色。6一、过渡元素概述一、过渡元素概述（六）配位性（六）配位性 过渡元素易形成配合物，原因：过渡元素易形成配合物，原因：过渡元过渡元素的原子或离子具有能级相近的价层电子轨道素的原子或离子具有能级相近的价层电子轨道(n-1)d、ns和和np，易形成杂化轨道；其中，易形成杂化轨道；其中ns和和n

7、p轨道可能是空的（对原子，不空），轨道可能是空的（对原子，不空），(n-1)d轨道是部分空的，可以接受配体的孤电子轨道是部分空的，可以接受配体的孤电子对；对；过渡元素的离子一般具有较高的电荷和过渡元素的离子一般具有较高的电荷和较小的半径，极化力强，对配体有较强的吸收较小的半径，极化力强，对配体有较强的吸收力。力。7一、过渡元素概述一、过渡元素概述（七）催化性（七）催化性 许多过渡元素及其化合物具有独特的催化许多过渡元素及其化合物具有独特的催化性能，催化作用表现为两方面，一是反应过程性能，催化作用表现为两方面，一是反应过程中，过渡元素可形成不稳定的配合物，这是配中，过渡元素可形成不稳定的配合物，

8、这是配合物作为中间产物可起到配位催化作用；二是合物作为中间产物可起到配位催化作用；二是接触催化：过渡元素通过提供适宜的反应表面，接触催化：过渡元素通过提供适宜的反应表面，如如V2O5催化制催化制H2SO4。（八）磁性（八）磁性 多数过渡元素的原子或离子有未成对电子，多数过渡元素的原子或离子有未成对电子，所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距越越大。大。8v二、钛副族二、钛副族v1、钛副族元素的基本性质、钛副族元素的基本性质v 钛副族元素原子的价电子层结构为钛副族元素原子的价电子层结构为(n1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最稳定，所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是氧

9、化态是+4，其次是，其次是+3，+2氧化态则比氧化态则比较少见。在个别配位化合物中，钛还可以较少见。在个别配位化合物中，钛还可以呈低氧化态呈低氧化态0和和 l。锆、铪生成低氧化态。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。的趋势比钛小。 9v2、钛及其化合物、钛及其化合物v（1）钛）钛v 钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：v2Ti + 6HCl(浓浓) = 2TiCl3 + 3H2v2Ti + 3H2SO4(浓浓

10、) = 2Ti2(SO4)3 + 3H2v钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中： vTi+6HF = TiFTi+6HF = TiF6 62 2 + 2H+ 2H+ + 2H+ 2H2 210v（2）二氧化钛）二氧化钛v白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢氟酸和热的浓硫酸中。氟酸和热的浓硫酸中。vTiOTiO2 2+6HF=H+6HF=H2 2TiFTiF6 6+2H+2H2 2O O TiO TiO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=Ti(SO=Ti(SO4 4) )2 2+2H+2H2 2O O TiOT

11、iO2 2+H+H2 2SOSO4 4=TiOSO=TiOSO4 4+H+H2 2O O11（3）钛酸盐和钛氧盐：）钛酸盐和钛氧盐：由于由于TiO2为两性偏碱性氧化物为两性偏碱性氧化物最重要的压电陶瓷材料最重要的压电陶瓷材料 BaCO3+TiO2 BaTiO3+CO2 Na2TiO3+2H2O H2TiO3+2NaOH TiOSO4+2H2O H2TiO3+H2SO4钛氧盐大多难溶于水钛酸盐酸碱:12（4）TiCl4 最重要的最重要的Ti卤化物，通常同卤化物，通常同TiO2、氨气、氨气和焦炭高温反应而得。和焦炭高温反应而得。结构：结构：TiCl4中中Ti取取sp3杂化，形成正四面杂化，形成正四

12、面体构型，为共价化合物。体构型，为共价化合物。性质：性质：13TiClTiCl4 4+2Mg = 2MgCl+2Mg = 2MgCl2 2+Ti+Ti 在水或潮湿空气中都极易水解在水或潮湿空气中都极易水解 TiClTiCl4 4+3H+3H2 2O=HO=H2 2TiOTiO3 3+4HCl+4HCl当溶液中有一定盐酸时部分水解当溶液中有一定盐酸时部分水解 TiClTiCl4 4+H+H2 2O=TiOClO=TiOCl2 2+2HCl+2HCl在在1070K1070K用熔融的镁在氩气氛中还原用熔融的镁在氩气氛中还原TiClTiCl4 4蒸气可得海绵钛蒸气可得海绵钛Ti(SOTi(SO4 4)

13、 )2 2与碱金属硫酸盐也可生成配合物与碱金属硫酸盐也可生成配合物M M2 2Ti(SOTi(SO4 4) )3 3 如如K K2 2Ti(SOTi(SO4 4) )3 3 。TiClTiCl4 4 和硫酸钛都易形成配合物和硫酸钛都易形成配合物TiClTiCl4 4+2HCl(+2HCl(浓浓)=H)=H2 2TiClTiCl6 6 若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的(NH(NH4 4) )2 2TiClTiCl6 6 14v三、钒副族三、钒副族v 1、钒副族元素基本性质、钒副族元素基本性质v 钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们钒副族包括钒、铌、钽

14、三个元素，它们的价电子层结构为的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子个价电子都可以参加成键，因此最高氧化态为都可以参加成键，因此最高氧化态为 +5，相当于相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一的结构，为钒族元素最稳定的一种氧化态。种氧化态。15v2、钒及其化合物、钒及其化合物v（1）钒）钒v金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝酸和王水）

15、中。在高温下，钒与大多数非酸和王水）中。在高温下，钒与大多数非金属元素反应，并可与熔融苛性碱发生反金属元素反应，并可与熔融苛性碱发生反应。应。16V2O5 V2O5是橙黄至砖红色固体，无味、有毒（钒化合是橙黄至砖红色固体，无味、有毒（钒化合物均有毒），微溶于水，其水溶液呈淡黄色并显物均有毒），微溶于水，其水溶液呈淡黄色并显示酸性示酸性,是一种重要的催化剂。是一种重要的催化剂。 2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O V2O5+NaOH Na3VO4+3H2O V2O5+6HCl 2VOCl2+Cl2+H2OVO2+Fe2+H+ VO2+Fe3+H2O 2VO2+C2O42-+4H+ 2VO

16、2+2CO2+2H2O17v四、铬副族四、铬副族v 1、铬副族的基本性质、铬副族的基本性质v周期系第周期系第B族包括铬、钼、钨三个元素。族包括铬、钼、钨三个元素。铬和钼的价电子层结构为铬和钼的价电子层结构为(n-1)d5ns1，钨为，钨为(n-1)d4ns2。它们的最高氧化态为。它们的最高氧化态为 +6，都具，都具有有d区元素多种氧化态的特征。区元素多种氧化态的特征。18v2、铬及其化合物、铬及其化合物v （一）铬（一）铬v铬比较活泼，能溶于稀铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初，起初生成蓝色生成蓝色Cr2+ 溶液，而后为空气所氧化成溶液，而后为空气所氧化成绿色的绿色的Cr3+ 溶液：

17、溶液： Cr+2HCl = CrClCr+2HCl = CrCl2 2( (蓝色溶液蓝色溶液)+H)+H2 2 4CrCl4CrCl2 2+4HCl+O+4HCl+O2 2=4CrCl=4CrCl3 3( (绿色液绿色液)+2H)+2H2 2O Ov铬在冷、浓铬在冷、浓HNO3中钝化。中钝化。19(1) Cr2O72- 与与 CrO42- 间的转化间的转化pH6：CrO42-为主为主 溶解度的影响溶解度的影响2H)(s,2PbCrOOHOCr2Pb2H)(s,2BaCrOOHOCr2Ba2H)(s,CrO2AgOHOCr4Ag10.02)OCr(Ag 101.1)CrO(Ag422722422

18、7224222727722sp1242sp黄柠檬黄砖红KK（二）（二） 铬的化合物铬的化合物OHOCr 2HCrO 2H2CrO2272424 pH值的影响值的影响黄黄橙橙20(2) 三氧化铬三氧化铬 ( CrO3 )(3) 氯化铬酰氯化铬酰 (CrO2Cl2) K2Cr2O7 + 4 KCl + 3 H2SO4 2 CrO2Cl2 + 3 K2SO4 + 3 H2O 四面体共价分子，四面体共价分子，b. p. 390K, 可与可与CCl4, CS2, CHCl3 共互溶共互溶钢铁分析中排除钢铁分析中排除Cr的干扰时：的干扰时： Cr2O72- - + 4 Cl- + 6 H3O+ 2 CrO

19、2Cl2 + 9 H2O 蒸发至冒烟蒸发至冒烟 强强 氧氧 化化 性性 热不稳定性热不稳定性 水水 溶溶 性性CrO3 + H2CrO4 2 Cr2(SO4)3 + 3 O2 + 6 H2O470Na2Cr2O72 H2O + 2 H2SO4 2 CrO3 + 2 NaHSO4 + 3 H2O 红色针状晶体红色针状晶体 制备制备21(4) 铬绿铬绿 ( Cr2O3 )制制 备：备：O4HNOCrOCr)(NHO2Cr3O4Cr223272243222 Na2Cr2O7 + 3 C 2 Cr2O3 + 2 Na2CO3 + CO2 Na2Cr2O7 + S Cr2O3 + Na2SO4Na2Cr

20、2O7 + 2 NH4Cl 2NaCl + Cr2O3 + N2用水沥取反应物中的可溶性杂质，然后经过过滤、干燥、研用水沥取反应物中的可溶性杂质，然后经过过滤、干燥、研磨即得纯度很高磨即得纯度很高 （含（含 Cr2O3 99%）的颜料级产品）的颜料级产品.性性 质：质：两性化合物两性化合物Cr2O3 + 3 H2SO4 Cr2(SO4)3 + 3 H2OCr2O3 + 2 NaOH + 3 H2O 2 NaCr(OH)4223Cr4Cr(OH) s (Cr(OH)3)(OCrOH322绿（灰绿）（灰绿）（亮绿色）（亮绿色）(适量适量)OH- -OH- -H+D(5) 氢氧化铬氢氧化铬 Cr(O

21、H)3 向向Cr()盐溶液中加碱，析出灰蓝色水合三氧化二铬的胶状盐溶液中加碱，析出灰蓝色水合三氧化二铬的胶状沉淀沉淀 ：Cr2O3nH2O. 它也具有两性，即溶于酸也溶于碱：它也具有两性，即溶于酸也溶于碱： Cr2O3nH2O + 6 H3O+ 2Cr(H2O)63+ + (n-3)H2O Cr2O3nH2O + 6 OH+ 2Cr(OH)63- + (n-3)H2O 通常将通常将 Cr(H2O)63+ 简写为简写为 Cr 3+ ，将，将 Cr(OH)63-简写为简写为 CrO2-. 无论是无论是 Cr 3+ 还是还是 CrO2- ，在水中都有水解作用在水中都有水解作用.23 水水 解解 HO

22、Cr(OH)(HOCr(H252362）410K)g(CO 3) s (Cr(OH 2OH 3CO 3Cr2)g(SH 3) s (Cr(OHOH 6S 3Cr2232-23323223） 还原性还原性O8HCrO2OHO3H2Cr(OH)V12.0)Cr(OH)/CrO(14HSOOCrOH7OS32CrV33.1)Cr/OCr(224224-4424272Ag228233272碱性条件：酸性条件：EE223Zn)(2CrZn(s)Cr蓝色氧化性氧化性(6) Cr( )的化合物的化合物24 Cr(III)配合物的多种颜色配合物的多种颜色 Cr(III) 形成配合物的能力特强，主要通过形成配合

23、物的能力特强，主要通过 d2sp3 杂化杂化形成六配位八面体配合物：形成六配位八面体配合物：3d4s4pd2sp3 由于由于 Cr(III) 配合物中的配体交换进行得十分缓慢，配合物中的配体交换进行得十分缓慢，往往会出现多种稳定的水合异构体往往会出现多种稳定的水合异构体.例如例如 CrCl36H2O :CrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OClCrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OClCrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OClCrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OCl25(7) Cr () 和和 Cr ()的化合物的化合物重要的磁性颜料重要的磁性颜料OH

24、24CrClO4HCl4CrCl,HCrCl)(2HClCr23O2222O22蓝绿色无蓝色溶液无稀OH3CrOCrO 2CrO(OH)O5 . 0CrOCrO22Pa1080)(5C,400300322Pa1030)(20C,250366(8) Cr2O72- 的氧化性的氧化性O7H2Cr3Sn14H3SnOCrO7H2Cr6Fe14H6FeOCrO7H2KCl2CrCl3Cl)14HCl(s)OCrKO7H2Cr3I14H6IOCrO7H2Cr3S8HS3HOCrOH4Cr23SOH83SOOCr23422722332272232722232272232272232423272浓1.33V

25、)/CrO(Cr327226O5H)2CrO(O2HO4HOCr22222272O)H(C)CrO(O)CrO(O2522222 乙醚242243CrOOHCr(OH)OHCr(乙醚乙醚)(戊醇戊醇)蓝色蓝色22272)2CrO(OOCrH+22OHCrH5C2C2H5OOOOOOCrOOOOOCrO(O2)2过氧化铬的结构过氧化铬的结构27CrO2Cr2O3(s,绿绿)(NH4)2Cr2O7 (橙黄橙黄)Cr2+H+CrO2ZnCr(OH)3 (灰绿灰绿)Cr(OH)4 (亮绿亮绿)过量过量OHNH3H2O 适量适量OHH+Cr2O72 (橙红橙红)S2O8 2 Sn2,Fe2 SO32,H

26、2SI(Cl)CrO(O2)2H2O2(乙醚乙醚)CrO42(黄黄)OHH+Ag2CrO4(砖红砖红)PbCrO4(黄黄)BaCrO4(柠檬黄柠檬黄)H+Ag+Ag+Ba2+Ba2+Pb2+Pb2+28五、锰族元素五、锰族元素 含含Mn、Tc、Re、Bh，其中，其中Tc和和Bh是放是放射性元素，射性元素，Re属稀有元素。属稀有元素。 价层电子构型为价层电子构型为(n-1)d5ns2，从上到下，从上到下，高价化合物稳定性增加，高价化合物稳定性增加，Re2O7比比Mn2O7稳定稳定得多，上面的得多，上面的Mn2+很稳定，而很稳定，而Tc()、Re()则不存在简单离子。则不存在简单离子。29五、锰族

27、元素五、锰族元素、酸性溶液中、酸性溶液中: Mn3+、MnO42-均易歧化：均易歧化： 2Mn3+2H2OMn2+MnO2+4H+ 3MnO42-+4H+2MnO4-+MnO2+2H2O MnO4-和和MnO2有强氧化性；有强氧化性； Mn2+较稳定，不易被氧化，也不易被还原。较稳定，不易被氧化，也不易被还原。、碱性溶液中、碱性溶液中: MnO42-也能发生歧化反应，但不如酸性完全，也能发生歧化反应，但不如酸性完全， Mn(OH)3也歧化，不过还原性强，所以歧化也歧化，不过还原性强，所以歧化 不明显。不明显。 MnO4- 氧化性较弱氧化性较弱。30五、锰族元素五、锰族元素Mn(OH)2、Mn(

28、OH)3都有较强还原性，易被氧化为都有较强还原性，易被氧化为MnO2。 、锰的氧化物及其水合物、锰的氧化物及其水合物 1、酸碱性：、酸碱性： 氧化数升高，酸性增强，碱性减弱。氧化数升高，酸性增强，碱性减弱。 2、氧化还原性：、氧化还原性： Mn(OH)2的强还原性：的强还原性： Mn2+2OHMn(OH)2（白）（白）在空气中很快能氧化，迅速变化为棕色的在空气中很快能氧化，迅速变化为棕色的MnO(OH)2（水（水合二氧化锰）：合二氧化锰）： 2Mn(OH)2+O22MnO(OH)2 MnO2的氧化还原性：的氧化还原性：MnO2棕黑色粉末，是锰最稳棕黑色粉末，是锰最稳定的氧化物。在酸性溶液中有强

29、氧化性，定的氧化物。在酸性溶液中有强氧化性，31五、锰族元素五、锰族元素如如MnO2(s)+4HCl(浓浓)MnCl2+Cl2+2H2O 在碱性介质中：有还原性：在碱性介质中：有还原性： 2 MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4(绿绿)+2H2O 、Mn()盐：盐： Mn()强酸盐均溶于水，只有少数弱酸盐如强酸盐均溶于水，只有少数弱酸盐如MnS、MnCO3难溶。难溶。 Mn()盐从溶液中结晶出来时，常带结晶水的盐从溶液中结晶出来时，常带结晶水的粉红色晶体，因含粉红色晶体，因含Mn(H2O)62+，（如，（如MnSO47H2O、Mn(NO3)26H2O、MnCl26H2O等），水溶液浓度大时

30、为粉红色，少时几乎为等），水溶液浓度大时为粉红色，少时几乎为无色。无色。32五、锰族元素五、锰族元素Mn2+（3d5）稳定，只有强氧化剂如）稳定，只有强氧化剂如NaBiO3、(NH4)2S2O8、PbO2等才能将等才能将Mn2+氧化为氧化为MnO4-等：等：2Mn2+14H+NaBiO32MnO4-+5Bi3+5Na+7H2O此反应用于鉴定此反应用于鉴定Mn2+。、锰酸盐和高锰酸盐：、锰酸盐和高锰酸盐： 1、 锰酸盐：锰酸盐：Mn()化合物仅以深绿色化合物仅以深绿色MnO42-形式存在于强碱溶液中。形式存在于强碱溶液中。 制法：制法：MnO2与碱金属氢氧化物或碳酸盐共熔，与碱金属氢氧化物或碳酸

31、盐共熔，用空气或其它氧化用空气或其它氧化剂，（如剂，（如KClO3）氧化而得）氧化而得.性质：酸性中歧化：性质：酸性中歧化： 3MnO42-+4H+2MnO4-+MnO2+2H2O33五、锰族元素五、锰族元素中性和碱性中：中性和碱性中： 3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH氧化性：酸性中强氧化性，但它不稳定，故不用氧化性：酸性中强氧化性，但它不稳定，故不用作氧化剂。作氧化剂。2、高锰酸盐、高锰酸盐KMnO4（俗称灰锰氧），深紫色晶体，易溶于水。（俗称灰锰氧），深紫色晶体，易溶于水。制法：制法：电解电解K2MnO4的碱溶液；的碱溶液；用用Cl2氧化氧化性质：性质：稳定性：不很高

32、。稳定性：不很高。 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 4MnO4-+4H+4MnO2+3O2+2H2O 34五、锰族元素五、锰族元素4MnO4-+2H2O4MnO2+3O2+4OH4MnO4-+4OH4MnO42-+O2+2H2O氧化性：随介质不同还原产物不同，如与氧化性：随介质不同还原产物不同，如与Na2SO3反应：反应：OHSO2MnO2OHSO 2MnO:MnO2OH3SO2MnOOH2SO 2MnO:MnOO3H5SO2Mn6H5SO 2MnO:MnMnO2242423424OH24222342OH22422342H4235六、铁系和铂系元素六、铁系和铂系元素（一）概述：（一

33、）概述：族元素含三个元素组，共族元素含三个元素组，共9种元素，由种元素，由于于La系收缩的影响，性质有相似性，所以又分为铁系系收缩的影响，性质有相似性，所以又分为铁系元素和铂系元素（为稀有金属）。元素和铂系元素（为稀有金属）。（二）铁系元素的重要化合物（二）铁系元素的重要化合物特性：特性：单质均为铁磁性物质，本身具磁性，在外加磁单质均为铁磁性物质，本身具磁性，在外加磁场作用下，磁性增强，外磁场移走后，仍保持很强的场作用下，磁性增强，外磁场移走后，仍保持很强的磁性。它们的合金都是良好的磁性材料。磁性。它们的合金都是良好的磁性材料。 氧化数：氧化数：由于由于3d电子已超过电子已超过5个，全部个，全

34、部d电子参与电子参与成成键键可能性减小，所以常见氧化数降低，常见为可能性减小，所以常见氧化数降低，常见为+2、+3，铁最高可达铁最高可达FeO42- (不稳定不稳定)，Ni主要形成主要形成+2的化合物。的化合物。36铁系和铂系元素铁系和铂系元素1、氧化物和氢氧化物、氧化物和氢氧化物氧化物（简）：氧化物（简）：组成形式颜色见书。均为碱性氧化物，组成形式颜色见书。均为碱性氧化物，能溶于强酸，不溶于水和碱，能溶于强酸，不溶于水和碱，+3氧化性从氧化性从Fe（）Co（）Ni（）增强。）增强。氢氧化物：氢氧化物：均难溶于水。均难溶于水。氧化还原性，还原性：氧化还原性，还原性：Fe(OH)2Co(OH)2

35、 Ni(OH)2氧化性：氧化性：Fe(OH)3CoO(OH)NiO(OH)表现：表现： Fe2+2OHFe(OH)2（白）空气中很快变红棕色：（白）空气中很快变红棕色： 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3（红棕）（红棕）37铁系和铂系元素铁系和铂系元素Co(OH)2较较Fe(OH)2稳定，在空气中缓慢氧化：稳定，在空气中缓慢氧化：4Co(OH)2+O2+2H2O4CoO(OH)+4H2ONi(OH)2不被空气氧化，但能被强氧化剂氧化，不被空气氧化，但能被强氧化剂氧化， 2Ni(OH)2+Br2+2NaOH2NiO(OH)+2NaBr+ 2H2O 2Co(OH)2+Br2+2NaO

36、H2CoO(OH)+2NaBr+2H2O 高价氢氧化物的氧化性，表现在它们与浓高价氢氧化物的氧化性，表现在它们与浓HCl的反应上：的反应上：Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O（中和反应）（中和反应）2CoO(OH)+6HCl2CoCl2+Cl2+4H2O 酸碱性：基本上属碱性氢氧化物，酸碱性：基本上属碱性氢氧化物，Fe(OH)3稍显两性。稍显两性。38铁系和铂系元素铁系和铂系元素2、盐类：、盐类：（1）M()盐：盐：相似处：相似处： 强酸盐都易溶于水，并微弱水解，显示酸性；强酸盐都易溶于水，并微弱水解，显示酸性； 强酸盐从水溶液中析出结晶时常带相同数目的结强酸盐从水溶液中析出结晶时常

37、带相同数目的结晶水：晶水：MCl2.6H2O、M(NO3)26H2O、MSO47H2O； 颜色：水合盐晶体及其水溶液呈现各种颜色：颜色：水合盐晶体及其水溶液呈现各种颜色：Fe(H2O)62+浅绿色，浅绿色，Co(H2O)62+粉红色，粉红色，Ni(H2O)62+苹果绿色；苹果绿色； M()SO4均与碱金属或均与碱金属或NH3的硫酸盐形成复盐，的硫酸盐形成复盐，如如(NH4)2SO4FeSO46H2O（它比（它比FeSO4更稳定，常更稳定，常作分析中的还原剂，用于稳定作分析中的还原剂，用于稳定MnO4溶液）溶液）39铁系和铂系元素铁系和铂系元素 还原性：还原性：Fe2+CO2+Ni2+ 常用盐的

38、代表：常用盐的代表：CoCl26H2O是常用的钴是常用的钴盐，受热会脱水：盐，受热会脱水： CoCl2 6H2O CoCl22H2O (粉红粉红) （紫红）（紫红） CoCl2H2O CoCl2 （兰紫）（兰紫） （兰）（兰） 利用这特性，可判断干燥剂的含水情况利用这特性，可判断干燥剂的含水情况（如用作干燥剂的硅胶，浸（如用作干燥剂的硅胶，浸CoCl2液后烘干备液后烘干备用用）。C25.52 C90 C12040铁系和铂系元素铁系和铂系元素（2）M（）盐）盐 只有只有Fe能形成稳定的能形成稳定的+3价简单盐，常见价简单盐，常见的是强酸盐；的是强酸盐；Fe(NO3)36H2O、FeCl36H2O

39、、Fe2(SO4)312H2O。溶解性：溶解性：都易溶于水，这些盐中均含都易溶于水，这些盐中均含Fe(H2O)63+（浅紫色），它也存在于（浅紫色），它也存在于pH=0左左右的强酸性溶液中。右的强酸性溶液中。水解性：水解性：由于碱性由于碱性Fe(OH)3Fe(OH)2 Fe()盐更易水解，使溶液呈黄色或红棕色。盐更易水解，使溶液呈黄色或红棕色。Fe(H2O)63+H2O Fe(OH)(H2O)52+H3O+Fe(OH)(H2O)52+H2O Fe(OH)2(H2O)4+H3O+ 41铁系和铂系元素铁系和铂系元素氧化性：氧化性：Fe3+Co3+Ni3+（后二者均不稳定）。（后二者均不稳定）。EA

40、 (Fe3+/Fe2+) = 0.771V，所以，所以Fe3+为中强氧化剂。为中强氧化剂。 3、配合物、配合物（1）氨合物）氨合物 ：Fe2+、Co2+、Ni2+均能形成氨合物，其稳均能形成氨合物，其稳定性依次增强。定性依次增强。无水无水FeCl2只能与氨水形成只能与氨水形成Fe(NH3)6Cl2，遇水则分解：，遇水则分解：Fe(NH3)6Cl2+6H2OFe(OH)2+4NH3H2O+2NH4Cl 由于由于Fe3+强烈分解，所以在氨水溶液中不形成氨合强烈分解，所以在氨水溶液中不形成氨合物，而生成物，而生成Fe(OH)3沉淀。沉淀。 42铁系和铂系元素铁系和铂系元素Co2+与过量氨水反应生成与

41、过量氨水反应生成Co(NH3)62+，它在空气中慢，它在空气中慢慢氧化为更稳定的红褐色慢氧化为更稳定的红褐色Co(NH3)63+： 4Co(NH3)62+O2+2H2O4Co(NH3)63+4OH （土黄）（土黄） （红褐）（红褐）N i2 +在 过 量 氨 水 中 可 形 成 比 较 稳 定 的 兰 色在 过 量 氨 水 中 可 形 成 比 较 稳 定 的 兰 色Ni(NH3)62+ Ni(NH3)42+(兰色兰色)、Ni(NH3)62+(紫色紫色)（2）氰合物：）氰合物：Fe2+、Co2+、Ni2+、Fe3+均能与均能与CN-形成形成氰合物。氰合物。Fe ()盐与盐与KCN液反应：液反应：

42、 Fe2+2CN-Fe(CN)2(白色白色) Fe(CN)2+4CN- (过量过量)Fe(CN)64-43铁系和铂系元素铁系和铂系元素 从溶液中可析出黄色晶体从溶液中可析出黄色晶体K4Fe(CN)63H2O，俗称黄，俗称黄血盐。主要用作制颜料、油漆、油墨。血盐。主要用作制颜料、油漆、油墨。 溶液中难解离：在溶液中溶液中难解离：在溶液中Fe(CN)Fe(CN)6 6 4-4-不易解离，溶不易解离，溶液中几乎没有液中几乎没有FeFe2+2+。 有还原性：可被有还原性：可被ClCl2 2或其它氧化剂氧化：或其它氧化剂氧化：2Fe(CN)2Fe(CN)6 6 4-4-+Cl+Cl2 22Fe(CN)2

43、Fe(CN)6 6 3-3-+2Cl+2Cl- - 由此溶液中可析出由此溶液中可析出K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 深红色晶体，俗称赤血盐，深红色晶体，俗称赤血盐，主要用于印刷制板、照片冲印及显影、晒兰图纸等，还主要用于印刷制板、照片冲印及显影、晒兰图纸等，还用于鉴定用于鉴定FeFe2+2+和和FeFe3+3+：均生成兰色沉淀，组成均为：均生成兰色沉淀，组成均为KFe(CN)KFe(CN)6 6FeFe： K K+ +Fe+Fe2+2+Fe(CN)+Fe(CN)6 6 3-3-KFe(CN)KFe(CN)6 6FeFe（滕氏兰）（滕氏兰） K K+ +Fe+Fe3+3+Fe(CN)

44、+Fe(CN)6 6 4-4-KFe(CN)KFe(CN)6 6FeFe（普鲁士兰）（普鲁士兰）44铁系和铂系元素铁系和铂系元素Co2+与与CN-反应：反应： Co2+2CN-Co(CN)2（浅棕色）（浅棕色） Co(CN)2+3CN- (过量过量)+H2OCo(CN)5(H2O)3- （黄绿色（黄绿色）溶液在空气中易变黄色，因为：溶液在空气中易变黄色，因为：4Co(CN)5H2O3-+O2+4CN-+H2O4Co(CN)63-+4OH- （黄绿）（黄绿） （黄）（黄） Ni2+与与CN-反应：先生成灰兰色反应：先生成灰兰色Ni(CN)2，溶于过量溶于过量CN-，形成橙黄色，形成橙黄色Ni(C

45、N)42-，此配，此配离子是离子是Ni2+最稳定的配合物之一，是平面正方最稳定的配合物之一，是平面正方形构型，若溶液中形构型，若溶液中CN-较浓，则形成深红色较浓，则形成深红色 Ni(CN) 5 3-。 45铁系和铂系元素铁系和铂系元素（3）硫氰合物）硫氰合物 主要是主要是Fe3+、Co2+形成稳定的硫氰合物。形成稳定的硫氰合物。 鉴定鉴定Fe3+ ：Fe3+nSCN-Fe(NCS)n3-n(n=16) （血红色）（血红色） 鉴定鉴定Co2+ ： Co2+4SCN-Co(NCS)42- (兰色兰色) Co(NCS)42+在水溶液中不稳定，用水稀在水溶液中不稳定，用水稀释即成粉红色释即成粉红色C

46、o(H2O)62+，所以鉴定时要加，所以鉴定时要加浓浓KSCN或或NH4SCN液（或固体），且加丙硐液（或固体），且加丙硐抑制解离（或加戊醇萃取）。抑制解离（或加戊醇萃取）。 Ni2+与与SCN-形成形成Ni(NCS)+、Ni(NCS)3 -等，它们均不太稳定。等，它们均不太稳定。46铁系和铂系元素铁系和铂系元素（4）羰合物）羰合物 Fe系元素与系元素与CO易形成羰合物，如易形成羰合物，如Ni(CO)4(无色液体无色液体)，Co2(CO)8(深橙色深橙色固体固体)，Fe(CO)5（浅黄色液体）。（浅黄色液体）。 （5）螯合物）螯合物 Ni与丁二酮肟在中性，弱酸性或弱与丁二酮肟在中性，弱酸性或弱

47、碱性溶液中形成鲜红色沉淀（螯合物），碱性溶液中形成鲜红色沉淀（螯合物），用于鉴定用于鉴定Ni2+、丁二酮肟又称镍试剂。、丁二酮肟又称镍试剂。 47七、铜族元素七、铜族元素七、铜族元素七、铜族元素（一）概述：（一）概述：称称IB，含，含Cu、Ag、Au 价层电子构型：价层电子构型：(n-1)d10ns1，通性：，通性：氧化数氧化数+1、+2、+3，唯一最高超过族数，唯一最高超过族数的 元 素 族 。 常 见 的 是 ：的 元 素 族 。 常 见 的 是 ： C u + 2 ，Ag+1，Au+3。因。因IB族离子具有较族离子具有较强的极化力。易形成配合物。强的极化力。易形成配合物。48铜族元素铜族

48、元素（二）铜的重要化合物（二）铜的重要化合物1、氧化物和氢氧化物、氧化物和氢氧化物 Cu2O（黄或红）（黄或红） CuO（黑）（黑） CuOH（黄）（黄） Cu(OH)2（浅兰）（浅兰） 性质：性质：均难溶于水，有颜色。均难溶于水，有颜色。热稳定性：氧化物中热稳定性：氧化物中CuO、Cu2O稳定性都高，但稳定性都高，但CuOCu2O 氢氧化物中，氢氧化物中，CuOH很不稳定，至今未制得。很不稳定，至今未制得。 酸碱性：酸碱性：CuO和和Cu(OH)2均为两性偏碱性的化合物。均为两性偏碱性的化合物。如如CuO、Cu(OH)2易溶于酸，也能溶于浓的强碱中：易溶于酸，也能溶于浓的强碱中： 49铜族元

49、素铜族元素 Cu(OH)2+2H+Cu2+2H2O Cu(OH)2+2OH-Cu(OH)42-（兰色）（兰色） Cu2O特殊：易溶于稀硫酸，并立即歧化：特殊：易溶于稀硫酸，并立即歧化： Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O 但与盐酸反应得但与盐酸反应得CuCl白色沉淀：白色沉淀： Cu2O+2HCl2CuCl+H2O与氨水的反应：与氨水的反应：Cu2O和和CuO、Cu(OH)2均能均能溶于氨水。溶于氨水。 Cu2O+4NH3+H2O2Cu(NH3)2 + +2OH- 4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O 4Cu(NH3)42+（深兰）（深兰）+4OH- 50铜族元素铜族元素Cu(OH)

50、2+4NH3Cu(NH3)42+2OH2、盐类：、盐类：（CuCl、CuCl2、CuSO4）（1）CuCl： 在热浓盐酸中，用在热浓盐酸中，用Cu粉还原粉还原CuCl2，生成，生成兰色兰色CuCl2，用水稀释得，用水稀释得CuCl（白色）：（白色）： Cu2+Cu+2Cl-2CuCl2 - （土黄）（土黄） 2CuCl2 - 2CuCl+2Cl- （白）（白） 在有机合成中在有机合成中CuCl用作催化剂和还原剂。用作催化剂和还原剂。 OH251铜族元素铜族元素（2）CuCl2： Cu()卤化物中，卤化物中，CuCl2较重要，无水较重要，无水CuCl2为共价化合物，平面链状。棕黄色固体。为共价化