無機化學(xué)高職高?；瘜W(xué)教材編寫組編（第六版）“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材修訂版高等職業(yè)教育新形態(tài)一體化教材第十章過渡元素選述“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材高等職業(yè)教育新形態(tài)一體化教材

知識目標：1.銅、銀、鋅、汞單質(zhì)的性質(zhì)和用途；2.銅、銀、鋅、汞的氧化物、氫氧化物及其重要鹽類的性質(zhì)；3.鉻、錳、鐵、鈷、鎳，單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)結(jié)構(gòu)和用途。能力目標：1.Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)；Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之間的相互轉(zhuǎn)化；2.主族與副族元素的性質(zhì)對比3.鉻（Ⅲ、Ⅵ）；錳（Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ）化合物的性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化。價層電子構(gòu)型

它們的共同特點是隨著核電荷的增加，電子依次充填在次外層的d軌道上，它對核的屏蔽作用比外層電子的大，致使有效核電荷增加不多。原子半徑

同周期元素的原子半徑從左到右只略有減小，不如電子填充在最外層的主族元素減小得那樣明顯。同族的過渡元素而言，其原子半徑自上而下也增加不大。第一節(jié)過渡元素的通性氧化值

有多種氧化值

過渡元素次外層d電子也能部分或全部作為價電子參與成鍵，形成多種氧化值。

例如，Mn有+2、+3、+4、+6、+7等。而主族元素的氧化值通常是跳躍式的變化。例如，Sn、Pb為+2、+4；Cl為+1、+3、+5、+7等。大多過渡元素的最高氧化值等于它們所在族數(shù)，這一點和主族元素相似。單質(zhì)的物理性質(zhì)

過渡金屬的密度、硬度、熔點和沸點一般比較高(ⅡB族元素除外)。

例如

單質(zhì)密度最大的是鋨為22.48g·cm3

熔點最高的是鎢(3370℃)，

硬度最大的為鉻(9)。

這種現(xiàn)象與過渡元素的原子半徑較小，晶體中除s電子外還有d電子參與成鍵等因素有關(guān)。單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

第一過渡系都是比較活潑的金屬，它們的標準電極勢都是負值(Cu除外)。第二、三過渡系較不活潑。

水合離子的顏色

過渡元素的水合離子往往具有顏色，這種現(xiàn)象與許多過渡金屬離子具有未成對的d電子有關(guān)。

例如Cu+、Ag+、Zn2+、Cd2+

、Hg2+等離子沒有未成對的d電子，所以都是無色的。

而下面的離子未成對的d電子數(shù)1，水合離子都呈現(xiàn)獨特的顏色。Cu2+(天藍色)，Ti3+(紫色)，Ni2+(綠色)，V3+(綠色)，Cr3+(藍紫色)，Co2+(粉紅色)，F(xiàn)e2+(淺綠色)，Mn2+(極淺粉紅色)銅副族

即IB族：銅、銀、金。價層電子構(gòu)型

次外層10個電子，最外層1個電子，有效核電荷大，原子半徑小，對最外層s電子的吸引力強，電離能大，金屬活潑性差。銅族元素的通性

是不活潑的重金屬，銅族高氧化值的離子，由于其外層有成單d電子，都有顏色，如Cu2+為藍色，Au3+為紅黃色等。第二節(jié)銅副族元素

銅族元素的化合物多為共價型，銅族元素易形成配位化合物。單質(zhì)

銅只有在加熱的條件下，才能和氧生成黑色的CuO：

2Cu+O2=2CuO但銅與含有CO2的潮濕空氣接觸，表面易生成一層“銅綠”，主要成分為Cu(OH)2·CuCO3。

銀、金不和氧反應(yīng)。

銀與硫有較強的親合作用，當(dāng)和含H2S的空氣接觸時即逐漸變暗：

4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O與鹵素作用：

銅在常溫下就有反應(yīng)，銀較慢，金只是在加熱下才能反應(yīng)。與硝酸的作用

銅和銀能溶于HNO3，金只溶于王水。形成配合物

銅、銀、金都易形成配合物。利用這一性質(zhì)，用氰化物從Ag，Au的硫化物礦或砂金中提取銀和金。提取過程如下：

銅、銀、金都有很好的延展性、導(dǎo)電性和傳熱性。金是金屬中延展性最強的，例如1g純金(綠豆粒大小)能抽成2km長的金絲，展壓成0.1μm的金箔。黃金的延展性銅的化合物

銅通常有+1和+2兩種氧化值的化合物。Cu(Ⅱ)化合物為常見，如氧化銅、硫酸銅等。Cu(Ⅰ)化合物常稱為亞銅化合物，如氧化亞銅、硫化亞銅等。Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)兩類化合物的性質(zhì)對比

溶解性

Cu(Ⅰ)化合物，諸如它的氧化物、硫化物、鹵化物、氰化物等大都難溶于水(配合物除外)；Cu(Ⅱ)化合物能溶于水的較多。

穩(wěn)定性

在固態(tài)時，Cu(Ⅰ)化合物比較穩(wěn)定。從電子層結(jié)構(gòu)看，Cu(Ⅰ)的價層電子為d10構(gòu)型，Cu(Ⅱ)為d9構(gòu)型，前者應(yīng)比后者穩(wěn)定。例如：自然界存在的輝銅礦Cu2S、赤銅礦Cu2O都是Cu(Ⅰ)化合物。又如CuO在1100℃分解成Cu2O、O2；而Cu2O高達1800℃才開始分解。在溶液中，Cu(Ⅱ)化合物比較穩(wěn)定。一方面由于Cu的價電子層結(jié)構(gòu)為3d104s1，Cu除了能失去4s1電子外，還能再失去3d10的一個電子，形成Cu2+離子。

Cu2+離子有較大的水合熱(2119kJ·mol-1)，在水溶液中形成了穩(wěn)定的[Cu(H2O)4]2+配離子。

Cu(Ⅰ)歧化

在溶液中，Cu(Ⅰ)易歧化分解為Cu和Cu(Ⅱ)在生產(chǎn)實踐中，制得的亞銅化合物必須迅速從溶液中濾出并立即干燥，然后密閉包裝，才能保持它的穩(wěn)定性。然而要完全隔絕潮氣并不容易，故亞銅化合物往往不能長久保存。Cu(Ⅰ)化合物

氧化亞銅

暗紅色固體，有毒。不溶于水，對熱穩(wěn)定，但在潮濕空氣中緩慢被氧化成氧化銅。

Cu2O為堿性氧化物，能溶于稀H2SO4，但立即歧化分解：

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2OCu2O溶于氨水和氫鹵酸時，分別形成穩(wěn)定的無色配合物，如[Cu(NH3)2]+、[CuX2]-、[CuX3]

2-等。Cu2O的制備干法制備

銅粉和CuO的混合物在密閉容器中煅燒，即得Cu2O：濕法制備

以CuSO4為原料，Na2SO3為還原劑，陸續(xù)加入適量NaOH，反應(yīng)過程中溶液維持微酸性(pH=5)，Cu2O即按以下反應(yīng)析出：氯化亞銅(CuCl)

CuCl難溶于水。在潮濕空氣中迅速被氧化，由白色而變綠。

它能溶于氨水、濃HCl及NaCl，KCl溶液，并生成相應(yīng)的配合物。

CuCl是共價化合物，其熔體導(dǎo)電性差。它的分子式應(yīng)是Cu2Cl2，通常將其化學(xué)式寫為CuCl。

CuCl能吸收CO而生成CuCl·CO，故在分析化學(xué)上作為CO的吸收劑等，應(yīng)用頗為廣泛。制備CuCl

主要反應(yīng)硫酸銅與過量的食鹽作用：還原：將SO2通入上述溶液中：沖稀分解：將上述溶液加入到大量水中，讓配合物轉(zhuǎn)為沉淀物：銅(Ⅱ)化合物氧化銅(CuO)

CuO為黑色粉末，難溶于水。它是偏堿性氧化物，溶于稀酸：

由于配合作用，也溶于NH4Cl或KCN等溶液。制備化學(xué)法：由Cu(NO3)2或Cu2(OH)2CO3受熱分解。

工業(yè)制備：常利用廢銅料，先制成CuSO4，再由金屬鐵還原得到比較純凈的銅粉。銅粉經(jīng)焙燒得CuO。有關(guān)反應(yīng)如下：氫氧化銅[Cu(OH)2]

淺藍色粉末，難溶于水。60～80℃時逐漸脫水而成CuO，顏色隨之變暗。Cu(OH)2稍有兩性，易溶于酸只溶于較濃的強堿，生成四羥基合銅(Ⅱ)配離子：

Cu(OH)2易溶于氨水，能生成深藍色的四氨合銅(Ⅱ)配離子[Cu(NH3)4]2+。向CuSO4或其他可溶性銅鹽的冷溶液中加入適量的NaOH或KOH，即析出淺藍色的Cu(OH)2沉淀：

新沉淀出的Cu(OH)2極不穩(wěn)定，稍受熱(超過30℃)即按下式迅速分解而變暗：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4

銅(Ⅱ)鹽

幾種重要的銅鹽。

硫酸銅：

硫酸銅為藍色結(jié)晶，又名膽礬或藍礬。在空氣中慢慢風(fēng)化，表面上形成白色粉狀物。加熱至250℃左右失去全部結(jié)晶水而成為無水物。無水硫酸銅

無水硫酸銅為白色粉末，極易吸水，吸水后又變成藍色的水合物。故無水硫酸銅可用來檢驗有機物中的微量水分，也可用作干燥劑。用途：

作媒染劑、藍色顏料、船舶油漆、電鍍、殺菌及防腐劑。硫酸銅溶液有較強的殺菌能力，可防止水中藻類生長。它和石灰乳混合制得的“波爾多”液能消滅樹木的害蟲。硫酸銅和其他銅鹽一樣，有毒。制備

工業(yè)用的CuSO4常由廢銅在600～700℃進行焙燒，使其生成CuO，再在加熱下溶于H2SO4即得：硫酸銅在水溶液中與各種物質(zhì)的反應(yīng)氯化銅:

氯化銅為綠色晶體，在濕空氣中潮解，在干燥空氣中也易風(fēng)化。

無水氯化銅為棕黃色固體，它是共價化合物，氯化銅不但易溶于水，還易溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。

無水氯化銅的濃溶液通常為黃綠色或綠色，它的稀溶液則成淺藍色。因為濃溶液含有[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+兩種配離子。稀溶液水分子取代了[CuCl4]2-中的Cl-，形成[Cu(H2O)4]2+。堿式碳酸銅：

堿式碳酸銅為孔雀綠色的無定形粉末。銅生銹后的“銅綠”就是這類化合物。堿式碳酸銅是有機合成的催化劑、種子殺蟲劑、飼料中銅的添加劑，也可用作顏料、煙火等。銀的化合物

溶解性

在常見銀的化合物中，只有AgNO3易溶于水，其他如Ag2O、鹵化銀(AgF除外)、Ag2CO3等均難溶。感光性

銀的化合物都有不同程度的感光性。例如AgCl、AgNO3、Ag2SO4、AgCN等都是白色結(jié)晶，見光變成灰黑或黑色。AgBr、AgI、Ag2CO3等為黃色結(jié)晶，見光也變灰或變黑。故銀鹽一般都用棕色瓶盛裝，瓶外裹上黑紙則更好。易形成配合物

易與NH3、CN-、SCN-、S2O32-配位體等，形成可溶于水的配合物，因此難溶的銀鹽(包括Ag2O)可與上述配體作用而溶解。幾種重要化合物。硝酸銀(AgNO3)

是最重要的可溶性銀鹽，因為它容易制得，是制備其他銀化合物?；瘜W(xué)性質(zhì)

見光容易分解，因析出單質(zhì)銀而變黑。

AgNO3具有氧化性

遇微量有機物即被還原成單質(zhì)銀。皮膚或工作服沾上AgNO3后逐漸變成紫黑色。它有一定的殺菌能力，對人體有燒蝕作用。

含[Ag(NH3)2]+的溶液能把醛和某些糖類氧化，本身被還原為Ag。

例如：

硝酸銀與各種物質(zhì)的反應(yīng)氧化銀(Ag2O)

在AgNO3溶液中加入NaOH，首先析出極不穩(wěn)定的白色AgOH沉淀，它立即脫水轉(zhuǎn)為棕黑色的Ag2O：

Ag2O具有較強的氧化性，與有機物摩擦可引起燃燒，能氧化CO，H2O2，本身被還原為單質(zhì)銀：

Ag2O與MnO2、Co2O3、CuO的混合物在室溫下，能將CO迅速氧化為CO2，因此被用于防毒面具中。

Ag2O與NH3作用，易生成配合物Ag(NH3)2OH，它暴露在空氣中易分解為黑色的易爆物AgN3。凡是接觸過[Ag(NH3)2]+的器皿、用具，用后必須立即清洗干凈，以免潛伏隱患。氯化銀(AgCl)

由AgNO3和鹽酸(或其他可溶性氯化物)反應(yīng)制得。銀是貴重金屬，合成時通常讓Cl-過量，使AgCl盡量沉淀完全。但需注意！

AgCl會溶解在過量的Cl-中，由于發(fā)生了下面的配合作用：

AgCl(s)+Cl-=[AgCl2]-Cl-過量越多，AgCl的溶解度越大，故HCl或氯化物的投料量也不宜過多。

AgBr和AgI的制備方法同上，但是它們的感光性更強，需在暗室里操作。

從氯化銀中回收銀通常采用還原法

例如：鋅粉還原

醛還原電解還原陽極(鋅棒)

陰極(鉑片)

鋅副族

ⅡB族包括鋅、鎘、汞三種元素，稱為鋅副族。

Zn，Cd，Hg的活潑性要比ⅠB族Cu，Ag，Au強得多。第三節(jié)鋅副族元素單質(zhì)

鋅、鎘、汞都是銀白色金屬，鋅略帶藍色。它們的熔、沸點都比較低，汞是常溫下唯一的液態(tài)金屬。鋅

是活潑金屬，能與許多非金屬直接化合。它易溶于酸，也能溶于堿，是一種典型的兩性金屬。新制得的鋅粉能與水作用，反應(yīng)相當(dāng)激烈，甚至能自燃。

鋅在潮濕空氣中會氧化并在表面形成一層致密的堿式碳酸鋅薄膜，像鋁一樣，也能保護內(nèi)層不再被氧化。

“鉛絲”、“鉛管”，實際上都是鍍鋅的鐵絲和鐵管。

鎘活潑性比鋅差，鍍鎘材料比鍍鋅更耐腐蝕和耐高溫，故鎘也是常用的電鍍材料。鎘的金屬粉末常被用來制作鎘鎳蓄電池，它具有體積小，質(zhì)量輕、壽命長等優(yōu)點。

汞

常溫下的液態(tài)金屬，它的流動性好，不濕潤玻璃，并且在0～200℃體積膨脹系數(shù)十分均勻，適于制造溫度計及其他控制儀表。

汞的密度(13.6g·cm-3)是常溫下液體中最大的，常用于血壓計、氣壓表及真空封口中。

利用液態(tài)汞的導(dǎo)電性，用作電化學(xué)分析儀器，自動控制電路等。汞齊

能溶解許多金屬形成液態(tài)或固態(tài)合金，叫做汞齊。例如:

鈉汞齊與水反應(yīng)，緩慢放出氫，是有機合成的還原劑。在冶金工業(yè)中，曾利用汞溶解金屬來提煉某些貴重金屬。與汞有關(guān)的反應(yīng)鋅族元素對生物的作用

鋅

是人體必需的微量元素。

鎘

積累在腎、肝中，會使功能衰退；取代骨骼中的鈣，會引起骨質(zhì)疏松、軟化和疼痛。

汞

進入人體，能積累在中樞神經(jīng)、肝及腎內(nèi)，引起頭痛、震顫、食欲不振、睡眠不寧等,嚴重時還會使語言失控，四肢麻木，甚至變形。鋅的化合物

氧化鋅商品氧化鋅

又稱鋅氧粉或鋅白，是優(yōu)良的白色顏料。它遇硫化氫不變黑(因為硫化鋅也是白色)，這一點優(yōu)于鉛白。它是橡膠制品的增強劑。氧化鋅無毒，具有收斂性和一定的殺菌能力，故大量用作醫(yī)用橡皮軟膏。氫氧化鋅

白色粉末，不溶于水,具有明顯的兩性。

（堿式解離)(酸式解離)

鋅鹽氯化鋅(ZnCl2)

白色熔塊，極易吸潮。用于醫(yī)藥和分析試劑。

由鋅與鹽酸作用，制成ZnCl2溶液，再加熱蒸發(fā)、濃縮，然后灼熱至完全除去水分制得。無水ZnCl2的吸水性很強，在有機合成中常用作脫水劑，也可作催化劑。

由于ZnCl2濃溶液能形成配位酸，而有顯著的酸性。它能溶解金屬氧化物，例如：所以ZnCl２可用作焊藥，清除金屬表面的氧化物，便于焊接。Zn(Ac)2

是弱酸弱堿鹽，極易水解，并析出堿式鹽：硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)

俗稱皓礬。大量用于制備鋅鋇白(商品名“立德粉”)，它由ZnSO4和BaS經(jīng)復(fù)分解而得。實際上鋅鋇白是ZnS和BaSO4的混合物：這種白色顏料遮蓋力強，而且無毒，所以大量用于油漆工業(yè)。ZnSO4還廣泛用作木材防腐劑和媒染劑。氧化鋅、鋅鹽與酸或其他鹽作用汞的化合物氯化亞汞Hg2Cl2

它的分子結(jié)構(gòu)是Cl—Hg—Hg—Cl，故分子式不是HgCl而是Hg2Cl2，亞汞離子不是Hg+而是Hg22+。氧化汞

黃色氧化汞密度為11.03克每立方厘米；有毒。紅色氧化汞密度為11.00～11.29克每立方厘米,有毒。

氧化汞用作醫(yī)藥制劑、分析試劑、陶瓷顏料等。氯化汞：

氯化汞又稱升汞，白色(略帶灰色)針狀結(jié)晶或顆粒粉末。熔點(280℃)，易氣化。內(nèi)服0.2～0.4g就能致命。但少量使用，有消毒作用。例如:1∶1000的稀溶液可用于消毒科手術(shù)器械。

化學(xué)性質(zhì)

與氨水作用，產(chǎn)生氨基氯化汞白色沉淀。

在酸性溶液中是較強的氧化劑。當(dāng)與適量SnCl2作用時，生成白色絲狀Hg2Cl2；SnCl2過量時Hg2Cl2會進一步被還原為金屬汞，沉淀變黑：分析化學(xué)常用上述反應(yīng)鑒定Hg2+或Sn2+。制備氯化汞

金屬汞和氯氣直接合成將Hg0與鹽酸作用氯化亞汞

氯化亞汞又稱甘汞，是微溶于水的白色粉末，無毒，味略甜。

氯化亞汞在醫(yī)藥上曾用作輕瀉劑。常用于制作甘汞電極。制備Hg2Cl2可由固體HgCl2和金屬汞研磨而得(逆歧化反應(yīng))

Hg2Cl2不如HgCl2穩(wěn)定，見光易分解(上式的逆過程)，故應(yīng)保存在棕色瓶中。與氨水反應(yīng)在醫(yī)藥上曾用作輕瀉劑。常用于制作甘汞電極。Hg2+

和Sn2+的鑒定硝酸汞和硝酸亞汞

制備

含汞廢水的處理

含汞廢水是重金屬污染中危害最大的工業(yè)廢水之一。對環(huán)境和人體健康威脅極大。處理方法如下化學(xué)沉淀法

用Na2S或H2S為沉淀劑，讓汞生成難溶的硫化汞，這是經(jīng)典的方法。。

凝聚沉淀法

在廢水中加入明礬K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O或FeCl3，F(xiàn)e2(SO4)3等鐵鹽，利用其水解產(chǎn)物如Al(OH)3或Fe(OH)3膠體，將廢水中的汞吸附并一起沉淀除去。還原法

用鐵屑、銅屑、鋅、錫等金屬將廢水中的Hg2+還原成Hg，再進行回收。這些金屬離子進入水中不會造成二次污染。此外，還有的用肼、水合肼、醛類等作為還原劑還原廢水中的Hg2+。離子交換法

讓廢水流經(jīng)離子交換樹脂，汞被交換下來。此法操作簡便，去汞效果好，得到普遍采用。但安裝設(shè)備時需要一定投資。鉻

鉻是周期系ⅥB族第一種元素，地殼中的豐度居21位。

鉻具有銀白色光澤，是最硬的金屬，主要用于電鍍和冶煉合金鋼。鉻鋼具有耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性，比普通鋼的硬度大和彈性好，故鉻可用于冶煉多種合金鋼。不銹鋼

含Cr在12%以上的鋼稱為不銹鋼。生活中的鉻第四節(jié)鉻及其化合物

鉻是人體必需的微量元素，但鉻(Ⅵ)化合物有毒。

鉻因易在表面形成一層氧化膜而鈍化。有鈍化膜的鉻在冷的硝酸、濃硫酸，甚至王水中皆不溶解。

鉻原子的價層電子構(gòu)型能形成多種氧化值的化合物，如1、+2、+3、+4、+5、+6，其中以+3、+6兩類化合物最為常見和重要。鉻的氧化物和氫氧化物1.三氧化二鉻和氫氧化鉻三氧化二鉻Cr2O3為綠色晶體，不溶于水，具有兩性，溶于酸形成Cr(Ⅲ)鹽，溶于強堿形成亞鉻酸鹽(CrO2-)。制備

Cr2O3常用作媒染劑、有機合成的催化劑以及油漆的顏料(鉻綠)，也是冶煉金屬鉻和制取鉻鹽的原料。氫氧化鉻(Cr(OH)3)制備

在鉻(Ⅲ)鹽中加入氨水或NaOH溶液，即有灰藍色的Cr(OH)3膠狀沉淀析出：Cr(OH)3具有明顯的兩性

在溶液中存在兩種平衡：2.三氧化鉻(CrO3)

CrO3為暗紅色的針狀晶體，易潮解，有毒，超過熔點(195℃)即分解釋出O2。

CrO3為強氧化劑，遇有機物易引起燃燒或爆炸。制備：

CrO3被稱作鉻(Ⅵ)酸的酐，簡稱鉻酐。它遇水能形成鉻(Ⅵ)的兩種酸：H2CrO4和其二聚體H2Cr2O7。鉻(Ⅲ)鹽

三氯化鉻(CrCl3·6H2O)是常見的Cr(Ⅲ)鹽，為暗綠色晶體，易潮解，在工業(yè)上用作催化劑、媒染劑和防腐劑等。制備：鉻酸鹽和重鉻酸鹽

與鉻酸、重鉻酸對應(yīng)的是鉻酸鹽和重鉻酸鹽，它們的鈉、鉀、銨鹽都是可溶的，其顏色與其酸根一致。鉻酸鹽和重鉻酸鹽的性質(zhì)差異表現(xiàn)在以下二方面：1.氧化性Cr(Ⅵ)鹽

只有在酸性時，或者說以Cr2O72-的形式存在，才表現(xiàn)出強氧化性，所以，當(dāng)以Cr(Ⅵ)為氧化劑時，需選用重鉻酸鹽，即要使反應(yīng)在酸性溶液中進行。例如：2.溶解度

重鉻酸鹽大都易溶于水，而鉻酸鹽中除K+,Na+，NH4+鹽外，一般都難溶于水。當(dāng)向重鉻酸鹽溶液中加入可溶性Ba2+,Pb2+或Ag+鹽時，將促使Cr2O72-朝CrO42-方向轉(zhuǎn)化，而生成相應(yīng)的鉻酸鹽沉淀：重鉻酸銨的分解

鉀和鈉的鉻酸鹽1.性質(zhì)與用途鉻酸鈉(Na2CrO4)和鉻酸鉀(K2CrO4)

都是黃色結(jié)晶，容易潮解，水溶液都顯堿性。重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)和重鉻酸鉀(K2Cr2O7)都是橙紅色晶體，它們的水溶液都顯酸性。

重鉻酸鈉和重鉻酸鉀的商品名分別稱紅礬鈉和紅礬鉀，都是強氧化劑，在鞣革、電鍍等工業(yè)中廣泛應(yīng)用。

重鉻酸鉀無吸潮性，又易用重結(jié)晶法提純，故用它作分析化學(xué)中的基準試劑(標定其他試劑的含量)。鉻（Ⅵ）的或H2O2的鑒別2.制備

工業(yè)上生產(chǎn)鉻酸鹽是以鉻鐵礦為原料，與Na2CO3混合，高溫焙燒得到鉻酸鈉：乙醚

若制備Na2Cr2O7，只需加入H2SO4酸化即可：K2CrO4的工業(yè)制法與鈉鹽相似。K2Cr2O7也可由Na2Cr2O7與KCl進行復(fù)分解制得兩種生成物的分離也是利用溶解度的不同溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮再冷卻，NaCl的溶解度受溫度的影響不大，而K2Cr2O7的溶解度則顯著下降，故先結(jié)晶出來含鉻廢水的處理鉻的化合物的毒性

Cr(Ⅵ)的毒性最大。鉻酸鹽能降低生化過程的需氧量，從而發(fā)生內(nèi)窒息。它對胃、腸等有刺激作用，對鼻粘膜的損傷最大，長期吸入會引起鼻膜炎甚至鼻中隔穿孔，并有致癌作用。

Cr(Ⅲ)化合物的毒性次之；Cr(Ⅱ)及金屬鉻的毒性較小。鉻廢水的兩種處理方法：

(1)

還原法

用硫酸鐵，亞硫酸鈉，水合肼或含二氧化硫煙道廢氣等作為還原劑，將Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ)，再用石灰乳沉淀為氫氧化鉻除去。

電解還原法是用金屬鐵作陽極，Cr(Ⅵ)在陰極上被還原成Cr(Ⅲ)，陽極溶解下來的亞鐵離子也可將Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ)。(2)離子交換法

Cr(Ⅵ)在廢水中常以陰離子存在，讓廢水流經(jīng)陰離子交換樹脂進行離子交換。交換后的樹脂用NaOH處理，再生后重復(fù)使用。用NaOH溶液洗脫下來的高濃度鉻的化合物溶液，應(yīng)回收利用。

金屬錳

錳是灰色似鐵的金屬，表面容易生銹而變暗黑。純錳用途不大，卻是制造合金的重要材料。高錳鋼既堅硬、又強韌，是軋制鐵軌和架設(shè)橋梁的優(yōu)良材料。錳也是人體必需的微量元素，在心臟及神經(jīng)系統(tǒng)里，起著舉足輕重的作用。第五節(jié)錳及其化合物

錳鋼制造的自行車，質(zhì)量輕、強大，深受歡迎。Mn與Al，F(xiàn)e制成的合金鋼是一種很有前途的超低溫合金鋼，其強度、韌性都十分優(yōu)異，可用于沸點分別為-163℃和-195℃的液化天然氣、液氮的儲存和運送?；瘜W(xué)性質(zhì)

錳屬于活潑金屬，在空氣中錳表面生成的氧化物膜，可以保護金屬內(nèi)部不受侵蝕。

粉末狀的錳能徹底被氧化，有時甚至能起火，并生成Mn3O4(是MnO·Mn2O3的混合氧化物，類似于Fe3O4)；錳能分解冷水：

錳和鹵素，S，C，N，Si等非金屬能直接化合生成MnX2，MnS，Mn3N2等。錳溶于一般的無機酸，生成Mn(Ⅱ)鹽，與冷的濃H2SO4作用緩慢。在有氧化劑存在下，金屬錳可以與熔融堿作用生成K2MnO4：

錳原子的價層電子構(gòu)型是3d54s2，最高氧化值為+7，還有+6,+4,+3,+2等，其中以+2,+4,+7三種氧化值的化合物最為重要。錳的氧化物和氫氧化物的酸堿性：錳化合物氧化還原性的性：錳(Ⅱ)化合物

氧化錳(MnO)或稱氧化亞錳、氫氧化錳及Mn(Ⅱ)鹽。Mn(Ⅱ)鹽最常見，如氯化錳，硫酸錳,硝酸錳,碳酸錳,硫化錳等。

二價錳離子的價層電子構(gòu)型為3d5，屬于d能級半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故這類化合物是相當(dāng)穩(wěn)定的。

Mn2+在酸性溶液中最穩(wěn)定，它既不易被氧化，也不易被還原，欲使Mn2+氧化，必須選用強氧化劑，例如：

在Mn(Ⅱ)鹽溶液中加入NaOH或氨水，都能生成白色Mn(OH)2沉淀。Mn(OH)2不能穩(wěn)定存在，沉淀很快由白色變成褐色的水合二氧化錳：錳(Ⅳ)化合物二氧化錳

常況下它的性質(zhì)穩(wěn)定，應(yīng)具有兩性性質(zhì)，但在酸堿介質(zhì)中易被還原或氧化不穩(wěn)定。例如：

二氧化錳在酸性介質(zhì)中有強氧化性，和濃鹽酸作用有氯氣生成，和濃硫酸作用有氧氣放出。二氧化錳的氧化性

MnO2還能氧化H2O2和Fe2+等物。MnO2制備

干法:由灼燒Mn(NO3)2制取。

濕法：利用了Mn(Ⅶ)和Mn(Ⅱ)的逆歧化反應(yīng)。MnO2用途

大量用于制造干電池以及玻璃、陶瓷、火柴、油漆等工業(yè)，也是制備其他錳化合物的主要原料。Mn2+的鑒定錳(Ⅶ)化合物高錳酸鉀

俗名灰錳氧，為暗紫色晶體，有光澤。遇光反應(yīng)，故固體高錳酸鉀及其溶液都需保存在棕色瓶中。

高錳酸鉀是常用的強氧化劑。它的熱穩(wěn)定性較差，熱至200℃以上就分解并放出氧氣。

KMnO4與有機物或易燃物混合，易發(fā)生燃燒或爆炸。高錳酸鉀的氧化性與酸堿性的關(guān)系

在酸性溶液中，MnO4-被還原成Mn2+。

如果MnO4-過量，將進一步和它自身的還原產(chǎn)物Mn2+發(fā)生逆歧化反應(yīng)而出現(xiàn)MnO2沉淀，紫紅色隨即消失：高錳酸鉀的氧化性

在中性或弱堿性溶液中，被還原成MnO2。例如：

在強堿性溶液中，被還原成錳酸根MnO42-。

如果MnO4-的量不足，還原劑過剩，則生成物中的MnO42-會繼續(xù)氧化SO32-，其還原產(chǎn)物仍是MnO2：高錳酸鉀制備

以MnO2為原料，分兩步氧化。首先在強堿性介質(zhì)中將它氧化成錳酸鉀；而后對其進行電解氧化。反應(yīng)式如下：電解用途:

是常用的化學(xué)試劑。在醫(yī)藥上用作消毒劑。0.1%的稀溶液常用于水果和茶杯的消毒，5%溶液可治燙傷，還用作油脂及蠟的漂白劑。

鐵、鈷、鎳的單質(zhì)

鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)位于周期表ⅧB族，性質(zhì)相似，合稱為鐵系元素。單質(zhì):

它們都是具有光澤的白色金屬，鐵、鈷略帶灰色，鎳為銀白色。鐵、鎳有很好的延展性，而鈷則較硬而脆。這三種金屬按Fe、Co、Ni順序，原子半徑逐漸減小，密度依次增大，熔點和沸點都比較接近。它們都有強磁性，形成的許多合金都是優(yōu)良的磁性材料。第六節(jié)鐵鈷鎳鐵礦:

有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。生鐵:

生鐵含碳在1.7％～4.5％。熟鐵:

熟鐵含碳在0.1％以下。鋼:

鋼的含碳量介于二者之間。

鋼鐵的致命弱點就是耐腐蝕性差。鋼鐵的腐蝕Fe、Co、Ni化學(xué)性質(zhì)

屬于中等活潑金屬，在高溫下能和O，S，Cl等非金屬作用。

Fe溶于HCl、稀硫酸和硝酸，但冷而濃的硫酸，硝酸會使其鈍化。Co，Ni在HCl和稀硫酸中的溶解比Fe緩慢。鈷和鎳遇冷硝酸也會鈍化。濃堿能緩慢侵蝕鐵，而鈷、鎳在濃堿中比較穩(wěn)定，鎳質(zhì)容器可盛熔融堿。

鐵系元素的氧化物和氫氧化物1.氧化物制取Fe2O3

Co2O3及Ni2O3

向Fe2+,Co2+,Ni2+的溶液中加入堿都能生成相應(yīng)的M(OH)2沉淀。

由于Fe(OH)2的還原性很強，反應(yīng)之初甚至看不到Fe(OH)2的白色，而先是灰綠色并逐漸被空氣中的O2氧化為棕紅色的Fe(OH)3，只有在反應(yīng)前先趕盡Fe2+溶液和NaOH溶液中的O2，才可能得到白色的Fe(OH)2。

粉紅色的Co(OH)2也可以被空氣氧化為棕黑色的Co(OH)3，但因Co(OH)2還原性較弱，反應(yīng)較慢。Ni(OH)2不能被空氣中的O2所氧化，只是在強堿性條件下，并加入較強的氧化劑才能使其氧化成黑色的Ni(OH)3或NiO(OH)。

新沉淀的Fe(OH)3有比較明顯的兩性，能溶于強堿溶液：沉淀放置稍久后則難以顯示酸性，只能與酸反應(yīng)生成Fe(Ⅲ)鹽，例如：

Co(OH)3和Ni(OH)3也是兩性偏堿性，但由于它們在酸性介質(zhì)中有很強的氧化性，它們與非還原性酸(如H2SO4,HNO3)作用時氧化H2O放出O2，而與濃HCl作用時，則將其氧化并放出Cl2：Ni(OH)3的氧化能力比Co(OH)3的更強。鐵鹽1.鐵(Ⅱ)鹽

又稱亞鐵鹽，如硫酸亞鐵(綠礬)，氯化亞鐵、硫化亞鐵FeS等。亞鐵鹽有一定的還原性，不易穩(wěn)定存在。

因此，當(dāng)用鐵屑或鐵塊與HCl或H2SO4作用制備FeCl2或FeSO4時，有以下兩個關(guān)鍵性條件需要注意：

(1)始終保持金屬鐵過量。為了防止溶液中出現(xiàn)Fe3+需加入過量的鐵。一旦出現(xiàn)Fe3+，金屬鐵立即將它還原為亞鐵。(2)為防止Fe2+的水解及水解產(chǎn)物Fe(OH)2的氧化。制備過程中要始終保持溶液的酸性(隨時補加酸)。

亞鐵鹽固體久置空氣中也會被緩慢氧化，生成黃色或鐵銹色的堿式鐵(Ⅲ)鹽：

將亞鐵鹽轉(zhuǎn)為復(fù)鹽則會穩(wěn)定得多，如硫酸亞鐵銨FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O，俗稱摩爾鹽，就是實驗室常用的Fe(Ⅱ)鹽。用它配制Fe(Ⅱ)鹽溶液時，需加入足夠的硫酸，以防水解和氧化。2.氫氧化物

鐵系元素氫氧化物的氧化還原性遞變規(guī)律。Fe(OH)3還原2.鐵鹽鐵(Ⅲ)鹽

又稱高鐵鹽，如三氯化鐵、硫酸鐵、硝酸(高)鐵等。

鐵(Ⅲ)鹽的主要性質(zhì)之一是容易水解，其水解產(chǎn)物一般近似地認為是氫氧化鐵。

實際上，它的水解比較復(fù)雜，只有在強酸性[c(H+)=1.0mol·L-1]的條件下，F(xiàn)e(Ⅲ)鹽溶液才是清亮的。此時鐵離子基本上以水合離子[Fe(H2O)6]3+的形成存在。Fe(Ⅲ)的水解比較復(fù)雜，它是逐級進行的：

可形成多聚離子，甚至形成膠體溶液的膠核，溶液的顏色由黃色加深至紅棕色。當(dāng)pH=4～5時，即形成水合三氧化二鐵沉淀。新沉淀的Fe2O3·xH2O易溶于酸，經(jīng)放置后就難溶了。

氯化鐵或硫酸鐵用作凈水劑，就是利用上述性質(zhì)。它們的膠狀水解產(chǎn)物和懸浮在水中的泥沙一起聚沉，渾濁的水即