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文檔簡介
第十四章、d區(qū)元素第一節(jié)、d區(qū)元素的通性
一、單質(zhì)的相似性
二、氧化值的多變性
三、易形成配合物
四、水合離子大多具有顏色第二節(jié)、d區(qū)元素的重要化合物
一、鉻的化合物
二、錳的化合物
三、鐵的化合物
四、鈷和鎳的化合物第十四章、d區(qū)元素第一節(jié)、d區(qū)元素的通性1學(xué)習(xí)目標(biāo):熟悉d區(qū)元素的通性與其電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系。掌握Cr、Mn、Fe元素重要化合物的基本性質(zhì)。了解區(qū)d元素在醫(yī)藥中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo):2第一節(jié)、d區(qū)元素的通性第一節(jié)、d區(qū)元素的通性3一、單質(zhì)的相似性d區(qū)元素物理性質(zhì)一、單質(zhì)的相似性d區(qū)元素物理性質(zhì)4無機(jī)化學(xué)第十四章-d區(qū)元素課件5二、氧化值的多變性D區(qū)元素最顯著的特征之一,是它們有多種氧化值。D區(qū)元素外層s電子與次外層d電子能級接近,因此d與s層電子都能參與成鍵,區(qū)別在于,d電子部分或全部參與成鍵。
二、氧化值的多變性D區(qū)元素最顯著的特征之一,是它們有多種氧化6d區(qū)元素氧化值d區(qū)元素氧化值7三、易形成配合物d區(qū)元素與主族元素相比,易形成配合物。因?yàn)閐區(qū)元素的離子(或原子)具有能級相近的價(jià)電子軌道[(n-1)d、ns、np],這種構(gòu)型為接受配體的孤電子對形成配位鍵創(chuàng)造了條件;同時(shí),由于d區(qū)元素的離子半徑較小,最外層一般為未填滿的dx結(jié)構(gòu),而d電子對核的屏蔽作用較小,因而有較大的有效核電荷,對配體有較強(qiáng)的吸引力,并對配體有較強(qiáng)的極化作用,所以他們有很強(qiáng)的形成配合物的傾向。三、易形成配合物d區(qū)元素與主族元素相比,易形成配合物。因?yàn)閐8四、水合離子大多具有顏色d區(qū)元素的化合物或離子普遍具有顏色,就第一過渡系元素的水合離子來說,除d區(qū)電子數(shù)為零的Sc3+、Ti4+外,均具有顏色,而這些水合離子的顏色同它們的d軌道未成對電子在晶體場作用下發(fā)生躍遷有關(guān)。離子d電子數(shù)012345678水合離子及顏色Sc3+(無色)Ti4+(無色)Ti3+(紫色)V3+(綠色)Cr3+(紫色)Cr2+(藍(lán)色)Mn2+(淺粉)Fe3+(淺紫Fe2+(綠色)Co2+(桃紅)Ni2+(綠)四、水合離子大多具有顏色d區(qū)元素的化合物或離子普遍具有顏色,9第二節(jié)、d區(qū)元素的重要化合物第二節(jié)、d區(qū)元素的重要化合物10一、鉻的化合物-0.744+1.33-0.41-0.91+0.295-1.3-0.13-1.1-1.4-1.2一、鉻的化合物-0.744+1.33-0.41-0.91+011II、鉻(Ⅲ)的氧化物(一)Cr2O31、性質(zhì):熔點(diǎn)高,極難熔化;微溶于水,易溶于酸;灼燒后既不溶于水也不溶于酸.(二)Cr(OH)31、制備:適量的堿與鉻(Ⅲ)鹽作用Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓(灰藍(lán)色)2、性質(zhì):是兩性氫氧化物.在酸性條件下:C(OH)+3H=C+3HO在強(qiáng)堿性條件下:Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-(亮綠色)Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O(三)鉻(Ⅲ)鹽1、常見的鉻(Ⅲ)鹽:CrCl3·6H2O(綠色或紫色)Cr(SO4)3·18H2O(紫色)鉻鉀礬KCr(SO4)2·12H2O(藍(lán)紫色)2、①2[Cr(OH)4]-+2OH-+3H2O=2CrO42-+8H2O(常被用來鑒定Cr3+)
②在酸性介質(zhì)中與強(qiáng)氧化劑反應(yīng):2Cr3++3S2O82-+7H2O=Cr2O72-+6SO42-+14H+(四)鉻(Ⅲ)配化合物Cr3+可與H2O,Cl-,NH3,C2O42-等形成單配體配合物及含有兩種及以上配體的配合物。II、鉻(Ⅲ)的氧化物12Ⅲ、鉻(Ⅵ)的化合物(一)CrO3(俗稱鉻酐)1、制備:將飽和鉻鹽溶液加入足量濃硫酸中如:K2Cr2O7+H2SO4(濃)=K2SO4+2CrO3↓(暗紅色)+H2O2、性質(zhì)⑴毒性
⑵熔點(diǎn)低
⑶強(qiáng)氧化性,可與有機(jī)化合物劇烈反應(yīng)
⑷易潮解
⑸具有熱分解性(4CrO3=2Cr2O3+3O2)(二)鉻酸、重鉻酸及其鹽1、H2CrO4和H2Cr2O7均為強(qiáng)酸,只存在于水溶液中;酸性強(qiáng)弱:H2Cr2O7>H2CrO42、K、Na的鉻酸鹽都是黃色晶體,重鉻酸鹽都是橙紅色晶體.K2Cr2O7(紅礬鉀)在低溫下溶解度極小,又不含結(jié)晶水,且不易潮解,故常用作定量分析中的基準(zhǔn)物.3、CrO42-與Cr2O72-之間的相互轉(zhuǎn)化:
2CrO42-+2H+≒2HCrO4-≒Cr2O72-+H2O(黃色)(橙紅色)4、向可溶性重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+,分別生成檸檬黃、黃色、磚紅色的沉淀,可用來檢驗(yàn)Ba2+、Pb2+、Ag+的存在.在酸性溶液中:Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O(檢驗(yàn)Cr(Ⅵ)或H2O2的存在);CrO5不穩(wěn)定,極易分解出O2(三)鉻(Ⅲ)化合物與鉻(Ⅵ)化合物的轉(zhuǎn)化:鉻(Ⅲ)化合物在堿性條件下加入氧化劑轉(zhuǎn)化為鉻(Ⅵ)化合物;鉻(Ⅵ)化合物在酸性條件下加入還原劑則可轉(zhuǎn)化為鉻(Ⅲ)化合物.Ⅲ、鉻(Ⅵ)的化合物13二、錳的化合物錳是在地殼中廣泛分布的元素之一。它的氧化物礦——軟錳礦早為古代人們知悉和利用。但是,一直到18世紀(jì)的70年代以前,西方化學(xué)家們?nèi)哉J(rèn)為軟錳礦是含錫、鋅和鈷等的礦物。18世紀(jì)后半葉,瑞典化學(xué)家T.O.柏格曼研究了軟錳礦,認(rèn)為它是一種新金屬氧化物。他曾試圖分離出這個(gè)金屬,卻沒有成功。舍勒也同樣沒有從軟錳礦中提取出金屬,便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年,甘英分離出了金屬錳。柏格曼將它命名為managnese(錳)。它的拉丁名稱manganum和元素符號Mn由此而來。
錳是第四周期VIIB族元素,價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為3d54s2,錳具有從+2到+7的各種氧化值,常見的有+2、+3、+4、+6及+7。錳為重要元素,在地殼中的含量為0.085%,僅次于鐵,粉末狀的錳為灰色,塊狀的純錳三銀白色。工業(yè)上錳主要用于生產(chǎn)錳合金鋼。二、錳的化合物錳是在地殼中廣泛分布的元素之一。它的氧化物礦141、錳(II)的化合物
金屬錳與稀的非氧化性酸作用,可得到Mn2+的鹽。錳(II)的強(qiáng)酸鹽均溶于水,只有少數(shù)弱酸鹽如MnCO3、MnS等難溶于水,從水溶液中結(jié)晶出來錳鹽,均為帶有結(jié)晶水的粉紅色晶體(濃度小時(shí)幾乎無色)。在酸性溶液中,Mn2+相當(dāng)穩(wěn)定,只有用強(qiáng)氧化劑如NaBO3、PbO2、(NH4)2等,才能將其氧化成Mn(VII),如:5NaBiO3+2Mn2++14H+===5Na++5Bi3++2MnO4-+7H2O5PbO2+2Mn2++5SO42+===5PbSO4+2MnO4++2H2O這些反應(yīng)由幾乎無色的Mn2+溶液變成的MnO4-溶液,故可用上述反應(yīng)來鑒定Mn2+。在錳(II)鹽的溶液中加入堿,可得到白色沉淀:Mn2++2OH-==Mn(OH)2↓
(白色)較強(qiáng),酸性極弱,極易被空氣氧化成棕色的Mn(OH)2。1、錳(II)的化合物
金屬錳與稀的非氧化性酸作用,可得到M152、錳的(IV)的化合物
錳(IV)的化合物中最重要的是二氧化錳,它是不溶于水的黑色固體物質(zhì),在自然界中是軟錳礦的主要成分,也是制備其他錳的化合物及金屬錳的主要原料。錳(IV)處于錳元素的中間氧化值,因此它既能被氧化又能被還原,但以氧化為主,特別是酸性介質(zhì)中,MnO2
是個(gè)強(qiáng)氧化劑。實(shí)驗(yàn)室制備氯氣,就是利用它與濃鹽酸的反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)==Mncl2+2H2O+Cl2↑MnO2的用途(1)、大量用作干電池中的去極化劑(2)、玻璃工業(yè)中的脫色劑(3)、火柴工業(yè)中的助燃劑(4)、油漆油墨的干燥劑(5)、有機(jī)反應(yīng)的催化劑、氧化劑2、錳的(IV)的化合物
錳(IV)的化合物中最重要的是二氧163、錳(VI)的化合物
錳(VI)的化合物中,比較穩(wěn)定的是錳酸鹽,如錳酸鉀K2MnO4,它在空氣或其他氧化劑(如KClO3,KNO3等)存在下,由MnO2同KOH共同制得:2MnO2+4OH+O2==2K2MnO4+2H2O3MnO2+6KOH+KCl==3K2MnO4+3H2O+KCl錳酸鉀是深綠色的固體,在強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定,在酸性溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng):3MnO42-++4H+==MnO2+2MnO4-+2H2O在中性和弱堿性溶液中也發(fā)生歧化反應(yīng),但趨勢及速度較?。?MnO42-+2H2O==MnO2+2MnO4-+4OH-3、錳(VI)的化合物
錳(VI)的化合物中,比較穩(wěn)定的是錳174、錳(VII)的化合物
錳(VII)的化合物中,高錳酸鹽是最穩(wěn)定的,應(yīng)用最廣的高錳酸鹽是高錳酸鉀KMnO4,俗稱灰錳氧,它是暗紫色晶體,其溶液呈現(xiàn)出高錳酸根離子特有的紫色。KMnO4固體加熱至200攝氏度以上時(shí)會分解:2KMnO4==MnO2+K2MnO4+O2↑在實(shí)驗(yàn)室中有時(shí)也利用這一反應(yīng)去少量的氧氣。KMnO4在酸性溶液中緩慢分解,在中性溶液中分解極慢,但光合MnO2對其分解起催化作用,故配制好的KMnO4溶液應(yīng)保存在棕色瓶中,放置一段時(shí)間后,需過濾除去MnO2。4MnO4-+4H+=4MnO2↓+3O2↑+2H2OKMnO4無論在酸性、中性或堿性溶液中皆有氧化性,其還原產(chǎn)物因溶液的酸堿性不同而異。4、錳(VII)的化合物
錳(VII)的化合物中,高錳酸鹽是18三、鐵的化合物
-0.037+2.1+0.77-0.45+0.9-0.56-0.88三、鐵的化合物
-0.037+2.1+0.77-0.45+019(一)、氫氧化物Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(白色沉淀)Fe(OH)2極不穩(wěn)定,與空氣接觸后很快變成灰綠色,繼而變成紅棕色的氧化鐵水合物Fe2O3·nH2O,習(xí)慣上寫成Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓呈堿性,可溶于強(qiáng)酸形成亞鐵鹽;顯兩性,以堿性為主,溶于酸生成相應(yīng)的鐵鹽,溶于熱濃強(qiáng)堿溶液生成鐵酸鹽Fe(OH)3+NaOH→NaFeO2+2H2O(一)、氫氧化物Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(白色沉20(二)、鐵(Ⅱ)鹽
七水硫酸亞鐵FeSO4·7H2O,俗稱綠礬,淡綠色晶體,中藥上稱皂礬,農(nóng)業(yè)上用于防治蟲害,醫(yī)學(xué)上用于治療缺鐵性貧血。FeSO4·7H2O遇強(qiáng)熱則分解:2FeSO4→Fe2O3+SO2↑+SO3↑FeSO4·7H2O在空氣中可風(fēng)化失水,表面易被氧化,生成黃褐色堿式硫酸鐵:4FeSO4+O2+2H2O→4Fe(OH)SO4能與堿金屬及銨的硫酸鹽形成復(fù)鹽,如(NH)42SO4?FeSO4?6H2O,成為莫爾鹽,它比硫酸亞鐵穩(wěn)定,易保存,是分析化學(xué)中常用的還原劑,用來標(biāo)定K2Cr2O7溶液或KMnO4溶液(二)、鐵(Ⅱ)鹽
七水硫酸亞鐵FeSO4·7H2O,俗稱綠21(三)、鐵(Ⅲ)
三氯化鐵,由熱鐵屑與氯氣反應(yīng)制得;無水三氯化鐵為棕褐色的共價(jià)化合物,易升華,400。呈蒸氣狀態(tài),以雙聚分子存在;從溶液中獲得的三氯化鐵一般為FeCl3?6H2O,呈深黃色.離子在酸性溶液中通常以淡紫色的形式存在,它很容易水解而顯黃色:[Fe(H2O)6]3++H2O→[Fe(OH)(H2O)5]2++H3O+習(xí)慣上寫成:Fe3++H2O→Fe(OH)2++H+Fe(OH)2+H2O→Fe(OH)2+H+Fe(OH)2+H2O→Fe(OH)3+H+在酸性溶液中。Fe3+是中等強(qiáng)度的氧化劑,能把I-、SnCl2、SO2、H2O、Fe、Cu等氧化,而本身被還原為Fe2+。(三)、鐵(Ⅲ)
三氯化鐵,由熱鐵屑與氯氣反應(yīng)制得;22(四)、鐵(Ⅱ)和鐵(Ⅲ)的配合物鐵元素是很好的配合物形成體,可以形成多種配合物。Fe2+、Fe3+易形成配位數(shù)為6的八面體形配合物,常見的有以下幾種:1、氰配合物Fe2+和Fe3+的氰配合物:(1)、六氰合鐵酸鉀K4[Fe(CN)4]3H2O,黃色晶體,俗稱黃血鹽,又名亞鐵氰化鉀(2)、六氰合鐵酸鉀K3[Fe(CN)6,深紅色晶體,俗稱赤血鹽,又名鐵氰化鉀在含有Fe2+的溶液中加入鐵氰化鉀,或在Fe3+溶液中加入亞鐵氰化鉀,都產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。3Fe2++2[Fe(CN)6]3-→Fe3[Fe(CN)6]2↓(滕氏藍(lán))4Fe3++3[Fe(CN)6]4-→Fe4[Fe(CN)6]3↓(普魯氏藍(lán))以上兩反應(yīng)來鑒定Fe2+和Fe3+的存在。2、硫氰配合物Fe3++nSCN-→[Fe(NCS)n]3-n(血紅色)(n=1~6)n隨溶液中SCN-濃度和酸度而定。這一反應(yīng)非常靈敏,是檢驗(yàn)Fe3+存在的重要反應(yīng)之一。3、氨配合物Fe3+難以形成穩(wěn)定的氨合物,無水FeCl3雖然可與氨形成[Fe(NH3)6]Cl2,但此配合物遇水即分解生成Fe(OH)2。Fe3+由于強(qiáng)烈水解,所以在其水溶液中加入氨是,不是形成氨合物,而是生成Fe(OH)3沉淀。(四)、鐵(Ⅱ)和鐵(Ⅲ)的配合物鐵元素是很好的配合物形成體23四、鈷與鎳的化合物四、鈷與鎳的化合物24(一)鈷與鎳的氫氧化物(一)鈷與鎳的氫氧化物25無機(jī)化學(xué)第十四章-d區(qū)元素課件26(三)鈷鹽與鎳鹽
(三)鈷鹽與鎳鹽
27(四)鈷與鎳的配合物(四)鈷與鎳的配合物28第十四章、d區(qū)元素第一節(jié)、d區(qū)元素的通性
一、單質(zhì)的相似性
二、氧化值的多變性
三、易形成配合物
四、水合離子大多具有顏色第二節(jié)、d區(qū)元素的重要化合物
一、鉻的化合物
二、錳的化合物
三、鐵的化合物
四、鈷和鎳的化合物第十四章、d區(qū)元素第一節(jié)、d區(qū)元素的通性29學(xué)習(xí)目標(biāo):熟悉d區(qū)元素的通性與其電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系。掌握Cr、Mn、Fe元素重要化合物的基本性質(zhì)。了解區(qū)d元素在醫(yī)藥中的應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo):30第一節(jié)、d區(qū)元素的通性第一節(jié)、d區(qū)元素的通性31一、單質(zhì)的相似性d區(qū)元素物理性質(zhì)一、單質(zhì)的相似性d區(qū)元素物理性質(zhì)32無機(jī)化學(xué)第十四章-d區(qū)元素課件33二、氧化值的多變性D區(qū)元素最顯著的特征之一,是它們有多種氧化值。D區(qū)元素外層s電子與次外層d電子能級接近,因此d與s層電子都能參與成鍵,區(qū)別在于,d電子部分或全部參與成鍵。
二、氧化值的多變性D區(qū)元素最顯著的特征之一,是它們有多種氧化34d區(qū)元素氧化值d區(qū)元素氧化值35三、易形成配合物d區(qū)元素與主族元素相比,易形成配合物。因?yàn)閐區(qū)元素的離子(或原子)具有能級相近的價(jià)電子軌道[(n-1)d、ns、np],這種構(gòu)型為接受配體的孤電子對形成配位鍵創(chuàng)造了條件;同時(shí),由于d區(qū)元素的離子半徑較小,最外層一般為未填滿的dx結(jié)構(gòu),而d電子對核的屏蔽作用較小,因而有較大的有效核電荷,對配體有較強(qiáng)的吸引力,并對配體有較強(qiáng)的極化作用,所以他們有很強(qiáng)的形成配合物的傾向。三、易形成配合物d區(qū)元素與主族元素相比,易形成配合物。因?yàn)閐36四、水合離子大多具有顏色d區(qū)元素的化合物或離子普遍具有顏色,就第一過渡系元素的水合離子來說,除d區(qū)電子數(shù)為零的Sc3+、Ti4+外,均具有顏色,而這些水合離子的顏色同它們的d軌道未成對電子在晶體場作用下發(fā)生躍遷有關(guān)。離子d電子數(shù)012345678水合離子及顏色Sc3+(無色)Ti4+(無色)Ti3+(紫色)V3+(綠色)Cr3+(紫色)Cr2+(藍(lán)色)Mn2+(淺粉)Fe3+(淺紫Fe2+(綠色)Co2+(桃紅)Ni2+(綠)四、水合離子大多具有顏色d區(qū)元素的化合物或離子普遍具有顏色,37第二節(jié)、d區(qū)元素的重要化合物第二節(jié)、d區(qū)元素的重要化合物38一、鉻的化合物-0.744+1.33-0.41-0.91+0.295-1.3-0.13-1.1-1.4-1.2一、鉻的化合物-0.744+1.33-0.41-0.91+039II、鉻(Ⅲ)的氧化物(一)Cr2O31、性質(zhì):熔點(diǎn)高,極難熔化;微溶于水,易溶于酸;灼燒后既不溶于水也不溶于酸.(二)Cr(OH)31、制備:適量的堿與鉻(Ⅲ)鹽作用Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓(灰藍(lán)色)2、性質(zhì):是兩性氫氧化物.在酸性條件下:C(OH)+3H=C+3HO在強(qiáng)堿性條件下:Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-(亮綠色)Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O(三)鉻(Ⅲ)鹽1、常見的鉻(Ⅲ)鹽:CrCl3·6H2O(綠色或紫色)Cr(SO4)3·18H2O(紫色)鉻鉀礬KCr(SO4)2·12H2O(藍(lán)紫色)2、①2[Cr(OH)4]-+2OH-+3H2O=2CrO42-+8H2O(常被用來鑒定Cr3+)
②在酸性介質(zhì)中與強(qiáng)氧化劑反應(yīng):2Cr3++3S2O82-+7H2O=Cr2O72-+6SO42-+14H+(四)鉻(Ⅲ)配化合物Cr3+可與H2O,Cl-,NH3,C2O42-等形成單配體配合物及含有兩種及以上配體的配合物。II、鉻(Ⅲ)的氧化物40Ⅲ、鉻(Ⅵ)的化合物(一)CrO3(俗稱鉻酐)1、制備:將飽和鉻鹽溶液加入足量濃硫酸中如:K2Cr2O7+H2SO4(濃)=K2SO4+2CrO3↓(暗紅色)+H2O2、性質(zhì)⑴毒性
⑵熔點(diǎn)低
⑶強(qiáng)氧化性,可與有機(jī)化合物劇烈反應(yīng)
⑷易潮解
⑸具有熱分解性(4CrO3=2Cr2O3+3O2)(二)鉻酸、重鉻酸及其鹽1、H2CrO4和H2Cr2O7均為強(qiáng)酸,只存在于水溶液中;酸性強(qiáng)弱:H2Cr2O7>H2CrO42、K、Na的鉻酸鹽都是黃色晶體,重鉻酸鹽都是橙紅色晶體.K2Cr2O7(紅礬鉀)在低溫下溶解度極小,又不含結(jié)晶水,且不易潮解,故常用作定量分析中的基準(zhǔn)物.3、CrO42-與Cr2O72-之間的相互轉(zhuǎn)化:
2CrO42-+2H+≒2HCrO4-≒Cr2O72-+H2O(黃色)(橙紅色)4、向可溶性重鉻酸鹽溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+,分別生成檸檬黃、黃色、磚紅色的沉淀,可用來檢驗(yàn)Ba2+、Pb2+、Ag+的存在.在酸性溶液中:Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O(檢驗(yàn)Cr(Ⅵ)或H2O2的存在);CrO5不穩(wěn)定,極易分解出O2(三)鉻(Ⅲ)化合物與鉻(Ⅵ)化合物的轉(zhuǎn)化:鉻(Ⅲ)化合物在堿性條件下加入氧化劑轉(zhuǎn)化為鉻(Ⅵ)化合物;鉻(Ⅵ)化合物在酸性條件下加入還原劑則可轉(zhuǎn)化為鉻(Ⅲ)化合物.Ⅲ、鉻(Ⅵ)的化合物41二、錳的化合物錳是在地殼中廣泛分布的元素之一。它的氧化物礦——軟錳礦早為古代人們知悉和利用。但是,一直到18世紀(jì)的70年代以前,西方化學(xué)家們?nèi)哉J(rèn)為軟錳礦是含錫、鋅和鈷等的礦物。18世紀(jì)后半葉,瑞典化學(xué)家T.O.柏格曼研究了軟錳礦,認(rèn)為它是一種新金屬氧化物。他曾試圖分離出這個(gè)金屬,卻沒有成功。舍勒也同樣沒有從軟錳礦中提取出金屬,便求助于他的好友、柏格曼的助手——甘英。在1774年,甘英分離出了金屬錳。柏格曼將它命名為managnese(錳)。它的拉丁名稱manganum和元素符號Mn由此而來。
錳是第四周期VIIB族元素,價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為3d54s2,錳具有從+2到+7的各種氧化值,常見的有+2、+3、+4、+6及+7。錳為重要元素,在地殼中的含量為0.085%,僅次于鐵,粉末狀的錳為灰色,塊狀的純錳三銀白色。工業(yè)上錳主要用于生產(chǎn)錳合金鋼。二、錳的化合物錳是在地殼中廣泛分布的元素之一。它的氧化物礦421、錳(II)的化合物
金屬錳與稀的非氧化性酸作用,可得到Mn2+的鹽。錳(II)的強(qiáng)酸鹽均溶于水,只有少數(shù)弱酸鹽如MnCO3、MnS等難溶于水,從水溶液中結(jié)晶出來錳鹽,均為帶有結(jié)晶水的粉紅色晶體(濃度小時(shí)幾乎無色)。在酸性溶液中,Mn2+相當(dāng)穩(wěn)定,只有用強(qiáng)氧化劑如NaBO3、PbO2、(NH4)2等,才能將其氧化成Mn(VII),如:5NaBiO3+2Mn2++14H+===5Na++5Bi3++2MnO4-+7H2O5PbO2+2Mn2++5SO42+===5PbSO4+2MnO4++2H2O這些反應(yīng)由幾乎無色的Mn2+溶液變成的MnO4-溶液,故可用上述反應(yīng)來鑒定Mn2+。在錳(II)鹽的溶液中加入堿,可得到白色沉淀:Mn2++2OH-==Mn(OH)2↓
(白色)較強(qiáng),酸性極弱,極易被空氣氧化成棕色的Mn(OH)2。1、錳(II)的化合物
金屬錳與稀的非氧化性酸作用,可得到M432、錳的(IV)的化合物
錳(IV)的化合物中最重要的是二氧化錳,它是不溶于水的黑色固體物質(zhì),在自然界中是軟錳礦的主要成分,也是制備其他錳的化合物及金屬錳的主要原料。錳(IV)處于錳元素的中間氧化值,因此它既能被氧化又能被還原,但以氧化為主,特別是酸性介質(zhì)中,MnO2
是個(gè)強(qiáng)氧化劑。實(shí)驗(yàn)室制備氯氣,就是利用它與濃鹽酸的反應(yīng):MnO2+4HCl(濃)==Mncl2+2H2O+Cl2↑MnO2的用途(1)、大量用作干電池中的去極化劑(2)、玻璃工業(yè)中的脫色劑(3)、火柴工業(yè)中的助燃劑(4)、油漆油墨的干燥劑(5)、有機(jī)反應(yīng)的催化劑、氧化劑2、錳的(IV)的化合物
錳(IV)的化合物中最重要的是二氧443、錳(VI)的化合物
錳(VI)的化合物中,比較穩(wěn)定的是錳酸鹽,如錳酸鉀K2MnO4,它在空氣或其他氧化劑(如KClO3,KNO3等)存在下,由MnO2同KOH共同制得:2MnO2+4OH+O2==2K2MnO4+2H2O3MnO2+6KOH+KCl==3K2MnO4+3H2O+KCl錳酸鉀是深綠色的固體,在強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定,在酸性溶液中易發(fā)生歧化反應(yīng):3MnO42-++4H+==MnO2+2MnO4-+2H2O在中性和弱堿性溶液中也發(fā)生歧化反應(yīng),但趨勢及速度較?。?MnO42-+2H2O==MnO2+2MnO4-+4OH-3、錳(VI)的化合物
錳(VI)的化合物中,比較穩(wěn)定的是錳454、錳(VII)的化合物
錳(VII)的化合物中,高錳酸鹽是最穩(wěn)定的,應(yīng)用最廣的高錳酸鹽是高錳酸鉀KMnO4,俗稱灰錳氧,它是暗紫色晶體,其溶液呈現(xiàn)出高錳酸根離子特有的紫色。KMnO4固體加熱至200攝氏度以上時(shí)會分解:2KMnO4==MnO2+K2MnO4+O2↑在實(shí)驗(yàn)室中有時(shí)也利用這一反應(yīng)去少量的氧氣。KMnO4在酸性溶液中緩慢分解,在中性溶液中分解極慢,但光合MnO2對其分解起催化作用,故配制好的KMnO4溶液應(yīng)保存在棕色瓶中,放置一段時(shí)間后,需過濾除去MnO2。4MnO4-+4H+=4MnO2↓+3O2↑+2H2OKMnO4無論在酸性、中性或堿性溶液中皆有氧化性,其還原產(chǎn)物因溶液的酸堿性不同而異。4、錳(VII)的化合物
錳(VII)的化合物中,高錳酸鹽是46三、鐵的化合物
-0.037+2.1+0.77-0.45+0.9-0.56-0.88三、鐵的化合物
-0.037+2.1+0.77-0.45+047(一)、氫氧化物Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(白色沉淀)Fe(OH)2極不穩(wěn)定,與空氣接觸后很快變成灰綠色,繼而變成紅棕色的氧化鐵水合物Fe2O3·nH2O,習(xí)慣上寫成Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓呈堿性,可溶于強(qiáng)酸形成亞鐵鹽;顯兩性,以堿性為主,溶于酸生成相應(yīng)的鐵鹽,溶于熱濃強(qiáng)堿溶液生成鐵酸鹽Fe(OH)3+NaOH→NaFeO2+2H2O(一)、氫氧化物Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(白色沉48(二)、鐵(Ⅱ)鹽
七水硫酸亞鐵FeSO4·7H2O,俗稱綠礬,淡綠色晶體,中藥上稱皂礬,農(nóng)業(yè)上用于防治蟲害,醫(yī)學(xué)上用于治療缺鐵性貧血。FeSO4·7H2O遇強(qiáng)熱則分解:2FeSO4→Fe2O3+SO2↑+SO3↑FeSO4·7H2O在空氣中可風(fēng)化失水,表面易被氧化,生成黃褐色堿式硫酸鐵:4FeSO4+O2+2H2O→4Fe(OH)SO4能與堿金屬及銨的硫酸鹽形成復(fù)鹽,如(NH)42SO4?FeSO4
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