苏州大学《无机化学》d区元素

Cr、 Mn、 FeCu、 Agd区 元 素 的性 质 规 律 d区 元 素 的 性 质 规 律(1)许 多 金 属 可 形 成 多 种 氧 化 值 的 化 合 物 KMnO4、 K2MnO4、 MO2、 MnSO4 K2Cr2O7、 Cr2(SO4)3、 CrCl2 (2)形 成 的 化 合 物 一 般 都 有 颜 色 (通 常 为 水 合 配 离 子 )。这 是 由 于 物 质 吸 收 了 730 400nm中 的 部 分 可 见 光 ， 从而 反 生 了 dd 跃 迁 ， 而 显 示 出 透 见 光 或 散 射 光 的 颜 色 。 因 此 ， d轨 道 上 有 电 子 的 化 合 物 一 般 有 色 ， 而 含 有 d 0、d10结 构 的 金 属 离 子 一 般 无 色 ， 如 ： Sc3+、 Zn2+、 Cu+、 Ag+ 无 色 。 物 质 颜 色 与 吸 收 光 颜 色 间 的 关 系 物 质 颜 色 吸 收 光 颜 色 波 长 /nm绿红760 630蓝橙630 600紫红黄600 570红绿570 500橙青500 450黄蓝450 430 黄绿紫430 400 实 际 上 ， Cr(OH)63+是 紫 色 ， 是 由 于不 同 程 度 的 水 解 而 呈 绿 色 或 蓝 色 。一 、 Cr1、 常 见 的 价 态 有 ：Cr2O72-、 CrO42- (+6); Cr3+ (+3)2、 重 要 化 合 物 （ 离 子 ） 之 间 的 转 化 ：Cr、 Mn、 Fe Cr3+ Cr(OH)3 Cr(OH)4-/CrO2- 绿（浓）、蓝（淡） 灰绿色沉淀 亮绿 Cr2O72- CrO42- H+ H+OH -OH-H+ OH-H+还原剂 强氧化剂 H2O2 + OH-Ag+,Ba2+,Pb2+ 分别生成砖红、淡黄、黄色沉淀橙红 黄 其 中 ， 上 图 中 常 见 的 还 原 剂 为 ： Fe2+、 I 、 H2S、SO32-等 ； 强 氧 化 剂 通 常 用 过 硫 酸 盐 （ S2O82-） 。 二 、 Mn 1、 常 见 的 价 态 有 ：MnO4-(+7); MnO42- (+6)MnO2(+4); Mn2+ (+2)2、 重 要 化 合 物 （ 离 子 ） 之 间 的 转 化 ： 3. 而 二 价 锰 离 子 要 被 氧 化 成 高 锰 酸 根 ， 一 般 需 在HNO 3酸 化 下 进 行 ， 强 氧 化 剂 有 PbO2、 NaBiO3（ 无 需酸 化 可 用 K 2S2O8、 H5IO6做 强 氧 化 剂 ） ， 此 反 应 可 以鉴 别 Mn2+（ 注 意 ： Mn2+不 能 过 量 ） 。 1. Mn(OH)62+是 淡 红 色 ， 但 稀 溶 液 几 乎 无 色 2. 高 锰 酸 钾 作 强 氧 化 剂 时 ， 一 般 是 在 酸 性 条 件 下 进 行 ，常 被 用 来 氧 化 H2S、 I、 Fe2+、 SO32-、 Sn2+（ 常 见 的 还 原剂 ） ， 自 己 被 还 原 为 Mn2+。 4. 高 锰 酸 钾 不 稳 定 ， 无 论 是 在 酸 性 、 碱 性 条 件 下 ，都 易 分 解 ， 都 可 放 出 氧 气 。 （ 在 中 性 条 件 下 相 对 稳 定 ，但 见 光 也 易 分 解 ， 也 能 放 出 氧 气 ， 所 以 要 存 放 在 棕 色 瓶中 ） 。 Mn2+ Mn(OH)2 MnO4 - MnO42-HNO3 O2OH -H+ OH-H+ 还原剂 强氧化剂 MnO2 H+ H+ / H+ KClO3KOH 三 、 Fe 1、 常 见 的 价 态 有 ：Fe2+(实 际 上 是 淡 绿 色 的 Fe(H2O)62+)； Fe3+(实 际 上 是 淡 紫 色 的 Fe(H2O)63+， 此 离 子 水 解后 才 略 显 黄 色 )；2、 主 要 反 应 有 ： (1) Fe2+ NH3/OH- Fe(OH)2 Fe(OH)3O2 (2) Fe3+ NH3/OH- Fe(OH)3 Fe(OH)63-NH 3/OH- 无反应浓OH- Fe 2O3 NaClO+OH- FeO42- (3) Fe3+ Fe2+还原剂（H2S,I-,SO32-,Sn2+,Fe，Cu）氧化剂(O2,Cl2,KMnO4,K2Cr2O7等) (4). Fe3+比 Fe2+易 水 解 ， 水 解 产 物 为 胶 状 物 ， 可 使在 水 中 悬 浮 的 杂 质 聚 沉 下 来 ， 从 而 使 混 浊 的 水 变 清 ，所 以 FeCl3可 作 净 水 剂 。 (5). Fe3+/Fe2+常 见 的 配 合 物 有 ： 6配 位 的 水 合 配 离 子 Fe(H2O)62/3+； “ 棕 色 环 ” 配 离 子 Fe(NO)(H2O)52+可 用来 鉴 别 NO 2-/NO3-； 可 鉴 别 Fe3+的 血 红 色 配 离 子 ； 氰 根 配 离 子（ 黄 血 盐 /赤 血 盐 ） Prussian或 Turnbull蓝 。 3Fe2+ + NO3- + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H2OFe(H2O)62+ + NO Fe(NO)(H2O)52+ + H2O xFe3+ + xK+ + xFe(CN)64- xFe2+ + xK+ + xFe(CN)63- KFe(CN)6Fex Prussian或Turnbull蓝 Cu + O2 + H2O +CO2 Cu2(OH)2CO3 一 、 Cu 1、 常 见 的 价 态 有 ： Cu2+(aq)、 Cu+、 Cu 1. Cu在 潮 湿 的 空 气 中 ， 铜 表 面 会 逐 渐 蒙 上 绿 色 的铜 绿 ： 2、 主 要 性 质 有 ： 2. Cu在 一 定 条 件 下 ， 可 置 换 出 酸 中 的 氢 请 说明 原 因 ： 2Cu + 2HCl + 4CS(NH2)22Cu(CS(NH2)2)3+ + H2 + 2Cl- Cu、 Ag 3 Cu2+/Cu+的 区 别 ： (i) Cu+(aq)为 无 色 (d10,全 充 满 )， 一 般 难 溶 ， 而 且Cu+(aq)在 水 溶 液 中 不 稳 定 ， 易 发 生 歧 化 反 应 (方 程 式 见下 )； 而 Cu2+有 颜 色 ， 溶 液 中 较 稳 定 。 (ii)在 固 态 时 ， 一 般 Cu()的 化 合 物 比 Cu()的 化 合物 热 稳 定 性 高 ： CuO Cu2OCuS Cu2SCuCl 2 CuCl Cu2+ Cu+ Cu0.52V0.16V所以,Cu+在水溶液中易歧化:Cu 2O + H2SO4 CuSO4 + Cu + H2O但若Cu+生成难电离的物质时(沉淀或配合物),即可进行反歧化反应:Cu 2+ CuCl2 - Cu0.232V0.447VCu2+ CuCl Cu0.117V0.561V CuSO4 + Cu + 4HCl 2HCuCl2 + H2SO4 6、 Cu2+的 其 它 主 要 反 应 有 ： Cu2+ Cu(OH)2(s) Cu(NH3)42+ CuO(s) Cu2O(s) 蓝色沉淀 C6H12O6葡萄糖OH-/NH3 NH3 CuI(s) Cu2S(s)黄色 S2O3 2- Cu2Fe(CN)6(s)红棕色 鉴别Cu2+赤血盐 I - H2S CuS(s)黑色 4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + 2H2O3、 Ag+主 要 反 应 有 ： Ag+ Ag(OH) Ag2O Ag(NH3)2+AgBr Ag(S2O3)23-AgIAg(CN)2-Ag2S OH- NH3 Br- I-CN-HNO3S2- S2O32- (iii)银 与 硫 有 较 强 的 亲 合 作 用 ， 就 像 B、 Al亲 氧 作用 一 样 4、 如 何 区 别 下 列 化 合 物 ：Ag2CrO4、 BaCrO4、 PbCrO4无 机 化 学 课 结 束 ， 谢 谢 合 作 ！