2024届高三化学一轮复习 专题三知识拓展专题08 铬及其化合物 讲义

铬及其化合物 【核心知识梳理】 1．铬 (1)物理性质：银白色金属，由于单电子多，金属键强，故硬度及熔点均高，是硬度最高的过渡金属。由于铬的机械强度好，且有抗腐蚀性能，被用于钢铁合金中。不锈钢中含铬量最高，可达20％左右。许多金属表面镀铬，防锈，光亮 (2)铬的存在和制取 ①存在：铬在自然界中以铬铁矿存在，化学式为Fe(CrO2)2 ②制取：金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4制取，用焦炭还原就可制得铬铁合金。该合金可用作制取不锈钢的原料。FeCr2O4＋4CFe＋2Cr＋4CO。如果要制取不含铁的铬单质，可将铬铁矿与碳酸钠强热而成为水溶性的铬酸盐(其中铁转换为不溶性的Fe2O3)，进一步用水浸取、酸化使重铬酸盐析出。接着加热还原而变为Cr2O3，再用铝等还原就可得到金属铬 (3)化学性质 ①室温下化学性质稳定，潮湿空气中也不会被腐蚀，因此常被用于制作不锈钢和镀铬 ②铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+溶液 铬缓慢地溶于稀盐酸和稀硫酸中，先有铬(II)生成：Cr＋2HCl===CrCl2(蓝色)＋H2↑ 铬(II)在空气中迅速被氧化成铬(III)：4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3(绿色)＋2H2O ③铬在冷、浓HNO3中钝化 2．铬的化合物 铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2Oeq \o\al(2－,7)，＋6价铬在酸性条件下以Cr2Oeq \o\al(2－,7)存在，具有强氧化性，在碱性介质中以CrOeq \o\al(2－,4)存在 (1)铬(III)的氧化物——Cr2O3：绿色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱 ①与酸反应：Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O [Cr2(SO4)3为无水盐为玫瑰色粉末] ②与碱反应：Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2(绿色)＋H2O (2)铬(III)的氢氧化物——Cr(OH)3：灰蓝色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱 ①与酸反应：Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O ②与碱反应：Cr(OH)3＋OH－===CrOeq \o\al(－,2)＋2H2O或Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)eq \o\al(－,4)(绿色) Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关：Cr3＋(紫色)Cr(OH)3(灰蓝色)[Cr(OH)4]－(绿色) 反应的离子方程式 ①Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓ ②Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－ ③[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O ④Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O (3)Cr(Ⅲ)的还原性 ①Cr3＋在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能氧化成CrOeq \o\al(2－,4)：2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrOeq \o\al(2－,4)＋8H2O ②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrOeq \o\al(－,2))可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐 2CrOeq \o\al(－,2)＋3H2O2＋2OH－===2CrOeq \o\al(2－,4)＋4H2O，2CrOeq \o\al(－,2)＋3Na2O2＋2H2O===2CrOeq \o\al(2－,4)＋6Na＋＋4OH－ (3)铬(VI)化合物 ①存在形式与转化 CrOeq \o\al(2－,4) Cr2Oeq \o\al(2－,7) CrO3 CrO22+ 黄色 橙色 红、针状 深红 a．碱中单聚酸根CrO42－，酸中二聚Cr2O72－：2CrOeq \o\al(2－,4)＋2H+ ===Cr2Oeq \o\al(2－,7)＋H2O K = 1.0×1014 b．强酸中以CrO3形式存在。例如，配制洗液时 H2SO4 (浓)与 K2Cr2O7混合，就有CrO3红色针状晶体析出 K2Cr2O7＋2H2SO4 (浓)===2 KHSO4＋2CrO3＋H2O c．酸性过强时铬(VI)以CrO22+离子形式存在。CrO22+称为铬氧基，或铬酰基 。CrO2Cl2是深红色液体，其形 态象溴，易挥发。K2Cr2O7和KCl粉末相混合，滴加浓H2SO4，加热则有CrO2Cl2挥发出来 K2Cr2O7＋4KCl＋3H2SO4===2CrO2Cl2↑＋3K2SO4＋3H2O ②铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2Oeq \o