过渡元素(一)

第二十一章过渡元素(一)

Ti V Cr Mn (Mo W)

第一节通性

§1-1 过渡金属通性

一、

1．金属

2．还原性

3．多种氧化态

4．可有顺磁性

5．配合物

§1-2 轻重过渡系比较

1．3d ~ 4、5d 无节点余尾现象小

3d轨道受电荷影响大

2．五个不同对轻过渡系来说

1）I3大

2）低氧化态稳定(与主族不同，主要Bi(Ⅴ)>Bi(Ⅲ)

3）易高自旋4d、5d低自旋

4）不易簇合物簇合物

5）配位数小

§1-3 周期性

一、氧化态：书P822

从左到右↑Mn ↓说明当3d5以上时3d电子就趋向稳定，难以成键

∴高氧化态的氧化性↑

二、原子、离子半径书P824

1．从左到右半径

2．很慢下降：因为d电子屏蔽效应差3．La系收缩

4．Cu的半径上升由于d10屏蔽↑

§1-4 物理、化学性质

一、物理性质

1．键的强度大

2．r小密度大

3．金属键强bp,mp大w mp

3683K=3419K

二、化学性质

1．活泼金属M + O2MO

M + H+H2↑

Sr Y La + H2O H2↑

从左到右金属性↓

从上到下ⅢB 金属性

其他金属性↓

因为决定他们的因素是

核电荷

半径 对于 主族：半径变化较多

副族：半径变化不大(特别La 系收缩)极不活泼 核电荷变化为主 §1-5 氧化物的酸碱性 从左到右，碱性减弱

氧化态上升时，碱性氧化物 酸性氧化物 从上到下，碱性应减弱(因为金属性减弱) 但碱性上升，因对于高价金属来说，原子核的引力从上到下减弱 §1-6 水合离子的颜色

Ti 3+

V 2+

V 3+ Cr 3+ Mn 2+ Fe 2+

Fe 3+ Co 2+ Ni 2+

紫红 紫

绿

蓝绿 肉色 浅绿 淡紫 粉红 绿

§1-7 配合物

第二节 钛分族

Ti Tifanium

Zr Zirconium +4价 Hf Hafnium

单质 TiO 2结构 氧化物 氯化物

过渡

§2-1 存在和提炼 一、 TiO 2金红石 FeTiO 3钛铁矿 二、提炼

ΔH 0

=-72.1KJ·mol -1

ΔS 0

=221 J·

mol -1

·

K -1

ΔH 0

=-520.4KJ·mol -1

ΔS 0

=-208 J·mol -1

·K -1

后一反应由于更负，故可进行(一般800~900) §2-6 性质和用途

Ti ρ=4.43机械强度>Fe 且抗腐 熔点高

Ti用途广泛

航空宇航

石油化工

钛制人造骨

合金钢

Ti4+比Ti3+稳定，但Ti还原

§2-3 TiO2

金红石(Rutile)

a=b≠c

Ti(0,0,0) (1,0,0) O(x,x,0) (1-x, 1-x,0)

y

(0,1,0) (0,0,1) (x,x,1) (1-x,1-x,1) (1,1,0) (0,1,1) (21+x,21-x,21)

(1,0,1) (1,1,1) (21-x,21+x,21)

(21,21,21)

§2-4 卤化物TiCl4TiCl3

一、TiCl4(无色液体) mp -240C bp 136.50C 1．水解性强

TiCl4 + 3H2O H2TiO3 + 4HCl

二、TiCl3紫色晶体

TiO2+ + 2H+ + e Ti3+ + HO E0=0.1V 它比Sn2+的还原性还强，极易被O2氧化故用乙醚(0.7g·cm-3)苯(0.88 g·cm-3)将其覆盖分析化学中将钛试液溶于强酸溶液(H2SO4-HCl)得Ti4+

加Al Ti3+用Fe3+滴定

3TiO2++ Al + 6H+3Ti3++ Al3++ 3H2O

Ti3+ + Fe3+ + H2O TiO2+ + Fe2+ + 2H+

§2-5 其它 一、配合物

TiCl 4 + 2HCl(浓

) H 2[TiCl

6]

(NH 4)2[TiCl 6](黄)

H 2O 2作配体 TiO 2+

+ H 2O 2

[TiO(H 2O 2)] 2+

橘黄色

二、 压电陶瓷 PbZr 1-X T X O 3尖晶石型结

构

压力P 高压 放电起火

第三节 V 分族 §3-1 概述

一、rV rFe ∴V 铁矿多 二、单质的性质和用途 1) 处于过渡时期从 NH 4+

2)3d 能级的特点：受电荷影响大，故高价得电子能力从上到下F 是下降的

性质：Wb Ta 不溶于王水，但溶于HF 和 HNO 3+HF V Nb Ta 可与熔融碱反应 §3-2 V 的化合物

主要为Ⅴ 亦可为Ⅳ,Ⅲ,Ⅱ

VO 2+

VO 3- VO 2+ 一、V 2O 5

2NH 4VO 4 V 2O 5 + 2NH 3 + H 2O

两性偏酸

V 2O 5 + NaOH Na 3VO 4 氧化性

V 2O 5 + HCl H 2O + Cl 2 + VOCl 2 已知：E 0V 2O 5 / VO 2+=1.00V E 0Cl 2/ Cl -

=1.36V 试求 V 2O 5应和多浓的HCl 反应才可？ 6H + VO + 2Cl 2VO + 3HO + Cl

ε=-0.36-2

05916

.0lg

2

6

22]

Cl []H []

VO

[-

+

+

设：[VO 2+

]=0.1mol·l -1

6000C

0=-0.36-

2

05916

.08

2

x

1.0lg

x=18.7(mol·l -1

) K=6.7×10-13

而浓 HCl ≤12 mol·l -1

故此浓的活度系数>1 至少1.6

实际上浓HCl 浓H 2SO 4的活度系数 都>1 二、

TiO 2+钛氧离子 Titanyl

ZrO 2+

锆 Zirconyl

HfO 2+

铪 Hafnyl

VO 2+钒(Ⅴ)氧离子 Vanadyl(Ⅴ) VO 2+钒(Ⅳ)氧离子 Vanadyl(Ⅳ)

SbO +

锑 Antimonyl

BiO +

铋 Bismuthyl

另有一些羟基碱式盐 Sn(OH)Cl ↓ 三、 钒酸的缩合

PH=9时

PH=7时

PH=2时

PH=0时

第四节铬

最高+6 另有+3 +2

对于Mo W 则+6价稳定why?

§4-1 提炼Cr

FeCr2O4 + C Fe + 2Cr + 4CO

(炼钢时通过此法来满足Cr的需求)

工业：4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O2

2Fe2O3 + 8Na2CrO4 + 8CO2实：6FeCr2O4 + 24NaOH + 7KClO3

12Na2CrO4 + 3Fe2O3 + 7KCl + 12H2O 通过浸取得Na2CrO4Na2Cr2O7

Na 2Cr 2O 7 + 2C Cr 2O 3 + Na 2CO 3 + CO Cr 2O 3(s) + 2Al(s) 2Cr(s) + Al 2O 3(s)

ΔG 0

=-529.6KJ ·mol(此法叫什么名字？) Cr + 2HCl CrCl 2 + H 2↑兰色

4CrCl 2 + 4HCl + O 2 4CrCl 3 + 2H 2O 绿色 §4-2 铬(Ⅲ)化合物

Cr 3+ 3d 3

可发生d -d 跃迁

Cr(H 2O)63+

两性

一、Cr(OH)3 + 3H + Cr 3+ + 3H 2O

Cr(OH)3 + OH - Cr(OH)4-

K h =3.8×10-4

二、Cr 3+ (Ⅲ) CrCl 3·6H 2O Cr 2(SO 4)3·18H 2O 墨绿

10 10-2 10-5 4 6 8 12

Cr(OH)3 Cr 3+

Cr(OH)4-

Cr(H 2O)63+ 兰紫 [演示实验] 1． CrCl 3·6H 2O 有三种 [Cr(H 2O)4Cl 2]Cl ·2H 2O 暗绿 [Cr(H 2O)5Cl]Cl 2 ·2H 2O 浅绿 [Cr(H 2O)6]Cl 3紫色

试解释这其中的颜色变化及规律

Cr 2(SO 4)

3·18H 2O 蓝紫色晶体 溶于水后呈绿色

Cr(H 2O)63+

兰色

§4-3 铬(Ⅵ)化合物 K 2CrO 4 K 2Cr 2O 7

CrO 3 CrO 2Cl 2 (氯化铬酰) 一

2

14

24

272]

H [10

X 2.4]

CrO

[]O Cr [+-

-

=

∴当酸性时 比值>>1 碱 <<1

中性 比值=4.2

考虑 2CrO 42-+ 2H +

Cr 2O 72- + H 2O

有：H 2CrO 4 HCrO 4- + H + K=4.1

HCrO 4- CrO 42- + H +

K=3.2×10

-7

2HCrO 4- Cr 2O 72-

+ H 2O ∵

1

24

24

2

2

27

224

4

4224

24

l

mol 1.0C

]CrO

[]

CrO

[2

Ka ]

H [1Ka 862Ka 1Ka 1Ka ]H []H [2

Ka 1Ka ]

O Cr [2]CrO

[]HCrO

[]CrO

H []

CrO

[CrO

---+

+

+

-

----?=

+

++=

+++=δ∴

()

02Ka 1Ka 1.0x 2Ka 1Ka 1Ka ]H []H [x 1Ka ]H [1Ka 8622

2=-+++???

? ?

?+++当[H +

]=0.1mol·l -1

时

不考虑H 2CrO 4= HCrO 4- + H +

[CrO 42-]=9.207×10-8

mol·l -1

准确 [CrO 42-]=9.17×10-8

mol·l -1

H 2CrO 4的酸性比H 3VO 4强 ∴形成多酸的能力弱于H 3VO 4

H 2CrO 4存在区 但此时有多酸故不考虑

但在强酸性时亦有

H2SO4(浓) + K2Cr2O7CrO3↓

比较:VO43- + H+V2O5↓

3CrO3+ H2O 2H++ Cr3O102-三铬酸

2CrO3 + H2O 2H+ + Cr2O72-二铬酸CrO3 + H2O 2H+ + CrO42-铬酸

氯化铬酰CrO2Cl2白红色液体

K2Cr2O7 + 4KCl + 3H2SO4 (浓)

2CrO2Cl2 + 3K2SO4 + 3H2O

二、难溶盐

Ag2CrO4BaCrO4PbCrO4SrCrO4 Ksp 2.0×10-12 2.8×10-13 1.2×10-10 4.0×10-5如何求Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O

2BaCrO4 + 2H+ 的K总

Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+ K-1

2Ba2++ 2CrO42-2BaCrO4 Ksp-2

5

2sp

10

7.1KK

1K ?==

总

由于的SrCrO 4小，故Cr 2O 72-+Sr 2+

不反应

需生成SrCrO 4则需CrO 42-

对于反应2BaCrO 4 + 2 H + 2Ba 2+

+ Cr 2O 72- + H 2O K=6.1×10-6

设[H]=1mol·l -1 [Ba 2+]=2x [Cr 2O 72-]=x 则：

6

272210

1.6]

H []

O Cr ][Ba

[-+

-

+

?=

2x=2.4×10-2

mol·l -1

可溶于强酸

在HAc 中只有SrCrO 4可溶解

SrCrO 4 + HAc Sr 2+

+ HCrO 4- + Ac -

SrCrO 4 Sr 2+ + CrO 42-

Ksp=4.0×10-5

HAc H + + Ac - Ksp=1.8×10-5

H +

+ CrO 42- HCrO 4-

1

7

2

)

10

2.3(K 1--?=

K=2.3×10-3 三、氧化性

K 2Cr 2O 7 Cr 3+

K 2CrO 4 CrO 2- (Cr(OH)4-) 洗液：K 2Cr 2O 7 + H 2SO 4

橙红

绿色有毒！四、CrO5

实验

在乙醚中2CrO5·(C2H5)O深兰色

过铬酸盐K2Cr2O12·H2O K3CrO8

兰暗红

它们在溶液中不稳定在H+分解为

OH-分解为

§4-4 Cr(Ⅲ)—Cr(Ⅵ)转化

同学回答

二、废水处理

将Cr(Ⅲ) Cr(Ⅵ) (毒性为0.5%)

1．化学法用还原剂

SO2NaHSO3Na2SO3FeSO4Na2S2O3 Cr2O72- + 3 H2SO3 + 2H+2Cr3+

+ 4H2O + 3SO42-

2．电解法用Fe作电极酸性

阳：Fe Fe2+ + 2e

阴：2H+ + 2e H 2

Cr2O72- +14H++ 6Fe2+2Cr3++ 6Fe3++7H2O

同时阴极H+↓碱性↑

Cr3+ + 3OH-Cr(OH)3↓

Fe3+ + 3OH-Fe(OH)3↓

第五节钼钨

§5-1 存在与冶炼

W 我国占世界第一位

一、Mo提炼辉钼矿

浮选后2MoS2 + 7O22MoO3 + 4SO2 MoO3+ 2NH3·H2O (NH4)2MoO4+ H2O

除Cu2+ Cu(NH3)42++ S2-CuS↓+ 4NH3

除(NH)S Pb 2+ + S 2-

PbS ↓

酸化 (NH 4)MoO 4 + 2H +

H 2MoO 4↓

+ 2NH 4+

二、W 白钨矿CaWO 4

其中含杂质Sr P As

Na 2SiO 3 Na 3PO 4 Na 3AsO 4

H 2SO 3↓NH 4MgPO 4↓ NH 4MgAsO 4↓ WSNH 4+—NH 3体系使Na 2SrO 3 H 2SrO 3↓

由于反应ΔS>0故高温时(>6000C 时)WO 3

可还原 §5-2 钼酸 钨酸 同多酸 杂多酸

一、同多酸 Isopolyacid 有两个或多个同种简单含氧酸分子缩水而成的酸叫同多酸V Cr Mo W B Si P As

H 2Cr 2O 7 H 2Cr 3O 10 H 4V 2O 7 H 2B 4O 7等 缩合Condensation 制同多酸 如：

解析式见书P857 §5-3 过氧钼钨酸盐

碱性 MoO 42- + 4H 2O 2 Mo(O 2)42-(红色)

+ 4H 2O

过渡金属的习题

交作业时间说明： 第13周周五20160520：过渡的第一、二部分和稀有气体； 第15周周五20160603：过渡的第三部分 过渡的第四部分（不交） 过渡金属的习题 第一部分：元素通性 1. 第一过渡周期的二价金属离子的半径如下，写出他们在正八面体弱场中的d电子排布并 2. 试从结构的观点予以解释： （1）第一过渡系金属水合离子颜色及含氧酸根颜色产生的原因； （2）同族的过渡金属元素的金属性、氧化还原稳定性变化规律，与碱金属、碱土金属的区别；（ⅢB-ⅤB） 第二部分：IIIB-VIIB族为主 1.根据以下连续性实验事实说明发生了什么反应，试用反应方程式解释。 （1）打开装有TiCl4的瓶塞，立即冒白雾； （2）向TiCl4溶液中加入浓盐酸和Zn，溶液显紫色； （3）缓慢加入NaOH使溶液呈碱性，析出紫色沉淀； （4）沉淀经过滤分离后，用硝酸溶解，再用稀碱溶液处理，得白色沉淀； （5）将白色沉淀过滤并灼烧后，与等物质的量的MgO共熔。 2.回答下列问题： （1）为什么TiO2+(aq)无色，而TiI4为暗棕色晶体。 （2）如何鉴别TiO2+离子和Ti3+离子？ （3）从热力学角度看，[Ti(H2O)6]2+、[Ti(H2O)6]3+、[Ti(H2O)6]4+离子中，哪个或哪几个不能稳定存在？为什么？ 3. Sc2O3在哪些性质上与Al2O3相似，为什么？最近有一篇很火的Science的论文，主要是Al 电池的研究，预测一下是否可以进行Sc电池的研究？ 4.微观角度解释现象： （1）向V2+（aq）中逐滴加入KMnO4溶液，观察颜色变化。 （2）浓氨水逐滴加入含NH4Cl的CrCl3溶液中，颜色变化：紫红→浅红→橙红→橙黄→黄色

无机化学实验—第一过渡系元素(II)(铁,钴,镍)

实验25 第一过渡系元素（II）（铁，钴，镍） 一、实验目的与要求： 1．掌握二价铁，钴，镍的还原性和氧化性。 2．掌握铁，钴，镍配合物的生成及性质。 二、教学重点与难点： 掌握二价铁，钴，镍的还原性和氧化性；掌握铁，钴，镍配合物的生成及性质。 三、教学方法与手段：讲授法；演示法 四、教学课时: 4课时 五、课的类型：实验课 六、教学内容： [实验内容]： 一、铁(II)、钴(II)、镍(II)的化合物的还原性 1、铁(II)的还原性 （1）酸性介质: 往盛有0.5ml氯水的试管中加入3滴6 mol.L-1H2SO4溶液，然后滴加(NH4)2Fe(SO4)2溶液，观察现象，写出反应式： 2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3++ 2Cl- Fe3++nSCN-====[Fe(SCN)n]3-n（血红色） 说明：Fe2+被氧化为Fe3+的现象不明显（淡绿色 黄棕色），可用KSCN检验Fe3+。亚铁盐一般用硫酸亚铁铵，它稳定，不易分解，为防万一还需要加硫酸。 （2）碱性介质: 在一试管中放入2ml蒸馏水和3滴6mol.L-1H2SO4溶液煮沸，以赶尽溶于其中的空气，然后溶于少量硫酸亚铁铵晶体。在另一试管中加入3ml 6mol.L-1NaOH溶液煮沸。冷却后，用一长滴管吸收NaOH溶液，插入(NH4)2Fe(SO4)2溶液到底部，慢慢挤出NaOH，观察产物颜色和状态。 Fe2++2OH- ====Fe(OH)2（为纯白色沉淀） 4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 (红褐色) 说明：为了得到纯净的白色氢氧化亚铁沉淀，将溶液加热以赶净溶解在其中的氧气。放置一段时间白色沉淀变为灰绿色，至实验结束也没有变为红褐色。【现象：沉淀由白变成灰绿色再变成红棕色】 2、钴(II)的还原性 （1）、往盛有CoCl2溶液的试管中加入氯水，观察有何变化两者不反应. 2Co2++Cl2+2H+ 不反应 说明：在酸性溶液中，Co2+比较稳定，不易被氧化。 （2）、在盛有1ml CoCl2溶液的试管中滴入稀NaOH溶液（注：），观察沉淀的生成。所得沉淀分成两份，一份置于空气中，一份加入新配置的氯水，观察有何变化，第二份留作下面实验用。 ①、Co2+ +2OH- ====Co(OH)2↓（粉红色） ②、4Co(OH)2+O2+2H2O====4Co(OH)3↓（棕色）（反应慢） ③、2Co(OH)2+Cl2+2NaOH====2Co(OH)3↓（棕色）+2NaCl （反应快）

过渡元素1的习题

过渡元素（一） 钛 1.指出TiO 2 分别与下列物质反应的产物是什么？ Ca、H 2SO 4 、Al、C＋Cl 2 、NaOH、HF、C、BaCO 3 2.给出合理的解释 （1）TiCl 4 可用于制造烟幕？ （2）Ti3＋离子具有还原性？ （3）Ti易溶于HF，难溶于HNO 3 中？ （4）金属钛在低温下没有反应性？ （5）Ca与Ti是同一周期的邻近元素，Ti的密度、熔点比Ca高？ （6）Ca2＋为无色，而Ti2＋为有色离子？ （7）Ca与Ti原子外层都是4s2，Ti有＋2、＋3、＋4多种氧化数，而Ca只有＋2价态？ 3.金属钛有何宝贵的特性？基于这些特性的主要作用有哪些？ 4.以TiO 2为原料制取TiCl 4 的两种方法。写出有关反应方程式。 5.完成并配平下列反应方程式：（1）Ti＋HF → （2）TiO 2＋H 2 SO 4 → （3）TiCl 4＋H 2 O → （4）FeTiO 3＋H 2 SO 4 → （5）TiO 2＋BaCO 3 → （6）TiO 2＋C＋Cl 2 → （7）Ti＋HCl → 6.在敞开的容器中，被盐酸酸化了的三氯化钛紫色溶液会逐渐褪色？为什么？ 7.根据下列实验写出有关反应方程式；将一瓶TiCl 4 打开瓶塞时立即冒白烟，向瓶中加入浓HCl溶液和金属锌时生成紫色溶液，缓慢地加入NaOH溶液直至溶液呈碱性，于是出现紫 色沉淀。沉淀过滤后，先用HNO 3 处理，然后用稀碱溶液处理，生成白色沉淀。 8.利用标准电极电势数据判断H 2S，SO 2 ，SnCl 2 和金属铝能否把TiO2＋离子还原成Ti3＋？ 9.试说明Ti(H 2O) 6 2＋、Ti(H 2 O) 6 3＋和Ti(H 2 O) 6 4＋离子中哪些离子不能在水溶液中存在？为什 么？ 10.怎样鉴别TiO2＋离子和Ti3＋离子？ 11.（1）Ti(H 2O) 6 3＋配离子在约490nm处显示一个较强吸收，预测Ti(NH 3 ) 6 3＋将吸收较长波长 还是较短波长的光，为什么？ （2）已知TiCl 6 3－在784nm处有一宽峰，这是由什么跃迁引起的，该配离子的△o值为多少？

北师大无机化学四版习题答案19章d区金属一

第19章d区金属（一） 第四周期d区金属 19.1 试以原子结构理论说明： （1）第四周期过渡金属元素在性质上的基本共同点； （2）讨论第一过渡系元素的金属性、氧化态、氧化还原稳定性以及酸碱稳定性变化规律； （3）阐述第一过渡系金属水合离子颜色及含氧酸根颜色产生的原因。 答：（1）①第四周期过渡金属元素都具有未充满的3d轨道，特征电子构型为(n-1)d1～10ns1～2，具有可变的氧化态。电离能和电负性都比较小，易失去电子呈金属性，故具有较强的还原性。 ②与同周围主族元素的金属相比，第一过渡系金属原子一般具有较小的原子半径和较大 的密度。 ③由于过渡金属的d电子和s电子均可作为价电子参与金属键的形成，金属键较强，因此 它们有较大的硬度，有较高的熔、沸点。 （2）第一过渡系元素为Sc、Ti、V、C r、Mn、F e、C o、N i、C u、Zn 从Sc→Zn，金属性：逐渐减弱；最高氧化态：先逐渐升高，到锰为最高，再逐渐降低； 氧化还原性：金属的还原性逐渐减弱，最高氧化态含氧酸（盐）的氧化性逐渐增强；酸碱稳定性：从钪到锰最高氧化态氧化物及其水合物酸性增强、碱性减弱，同一元素不同氧化态氧化物及水合物一般是低氧化态的呈碱性，最高氧化态的呈酸性。 （3）①由于过渡金属离子具有未成对d电子，易吸收可见光而发生d-d跃迁，故过渡系金属水合离子常具有颜色。 ②第一过渡系金属含氧酸根离子VO3－、CrO42－、MnO4－，呈现颜色是因为化合物吸收 可见光后电子从一个原子转移到另一个原子而产生了荷移跃迁，即电子从主要是定域在配体上的轨道跃迁到主要是定域在金属上的轨道（M←L），对于含氧酸根离子则是发生O22－→M n+的荷移跃迁。 19.2 Sc2O3在哪些性质上与Al2O3相似，为什么？ 答：（1）都为碱性氧化物。在Sc3+、Al3+溶液中加碱得水合氧化物M2O3·nH2O(M=Sc、Al)。 （2）其水合氧化物都是两性的，溶于浓碱NaOH得Na3[M(OH)6]，溶于酸得到M3+盐，其水溶液易水解。 原因：Sc的电子层结构为[Ar]3d14s2与第Ⅲ族Al同属是Sc、Y、La、Ac分族的第一个成员，故相似。 19.3 简述从钛铁矿制备钛白颜料的反应原理，写出反应方程式。试从热力学原理讨论用氯化法 从TiO2制金属钛中为什么一定要加碳？ 答：先用磁选法将钛铁矿进行富集得钛精矿，然后用浓H2SO4和磨细的矿石反应。（或：工业上从钛铁矿制钛白粉，大致可分四步：1.酸解；2.冷却结晶；3.加热水解；4.焙烧）。加铁屑，在低温下结晶出FeSO4·7H2O，过滤后稀释并加热使TiOSO4水解：

无机化学练习题(含答案)第18章 过渡元素(一)

第18章过渡元素(一) 18-1:试以原子结构理论说明： （1）第四周期过渡金属元素再性质上的基本共同点； （2）讨论第一过渡系元素的金属性﹑氧化态﹑氧化还原稳定性以及酸碱稳定性变化规律； （3）阐述第一过渡系金属水合离子颜色及含氧酸根颜色产生的原因。 （1）答：第四周期元素电子结构的特点是具有未充满的3d轨道，最外层电子为1-2个，其特征电子构型为（n-1）d1-10ns1-2，它们的电力能和电负性都很小，容易失去电子呈金属性，而且标准电极电势值几乎都是负值，表明具有较强的还原性，能从非氧化性的酸中置换出氢。 （2）答：第一过渡系元素从左到右，金属的还原能力逐渐减弱，它们的原子半径随着原子序数的增加而减小，开始减小是很明显的，到VIB族以后就变得平缓，到IB时原子半径又开始上升。第一过渡系金属从左到右，熔点从钪的1541℃升到钒的1890℃达到高峰，然后下降到锰的1244℃，随后又上升再下降，这种变化的趋势是因为随原子序数的增加，用于形成金属键的未成对的d电子成对而减少，熔点下降，边界元素Mn和Zn的3d能级为半充满和全充满的稳定构型而使熔点较低。随着原子序数的增加，氧化态先是逐渐升高，达到其族数对应的最高氧化态，这种变化的趋势与成键d电子数有关。由于d1-d5电子构型的过渡元素的电子都是未成对的，都能参与成键，当失去所有s和d电子时就出现最高氧化态。但在超过3d5构型的元素后，一方面由于电子的配对，再失去电子就要消耗能量去克服电子成对能，另一方面随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，失去电子更加困难，以致失去所有的价电子在能量上是禁阻的，所以到Ⅷ族元素中大多数元素都不呈现与族对应的最高氧化态。第一过渡系金属元素+∏价氧化态的标准电极电势从左到右由负值增加到正值，金属的还原性依次减弱，它们的最高价氧化态含氧酸的标准电极电势从左到右随原子序数的增大而增大，即氧化性逐渐增强，中间氧化态化合物在一定条件下不稳定，可发生氧化还原反应。第一过渡系金属元素的最高氧化态氧化物及其水合氧化物的酸碱性变化是：从左到右最高氧化态氧化物及其水合氧化物的碱性逐渐减弱酸性增强，同一周期从左到右，中心原子的氧化态增加，半径依次减小，离子势依次增大，中心原子对氧的结合能力增强，所以酸式离解逐渐增强，酸性增强，碱式离解减弱。同一元素不同氧化态氧化物及其水合氧化物的酸碱性一般都是低氧化态氧化物及其水合物呈碱性。 （3）由于过渡金属离子具有未成对d电子，容易吸收可见光而发生d-d跃迁，因而它们常常具有颜色。没有未成对d电子的水合离子是无色的，如d0电子组态的Sc3+、Cu+。具有d5电子组态离子常显浅色或无色，如Mn2+为浅红色。第四周期d区金属含氧酸根离子VO3-、CrO42-、MnO4-，它们的颜色分别为黄色、

过渡元素(一)

第19章过渡元素（一） 19.1 引言 过渡元素位于周期表中部，原子中d或f亚层电子未填满。这些元素都是金属，也称为过渡金属。根据电子结构的特点，过渡元素又可分为：外过渡元素（又称d区元素）及内过渡元素（又称f区元素）两大组。 ●外过渡元素包括镧、锕和除镧系锕系以外的其它过渡元素，它们的d 轨道没有全部填满电子，f轨道为全空（四、五周期）或全满（第六周期）。 ●内过渡元素指镧系和锕系元素，它们的电子部分填充到f轨道。 d区过渡元素可按元素所处的周期分成三个系列： ①位于周期表中第4周期的Sc～Ni------称为第一过渡系元素 ②第5周期中的Y～Pd称为第二过渡系元素 ③第6周期中的La～Pt称为第三过渡系元素 本章所讨论的过渡元素只包括周期系第4、5、6周期从ⅢB族到ⅧB族的元素，具有(n-1)d轨道未充满的那些元素，共有8个直列，25种元素（如表19-l方框内的元素）。镧系和锕系元素的性质，在第21章讨论。 19.2 过渡元素的基本性质 过渡元素具有许多共同的性质： ◆它们都是金属，硬度较大，熔点和沸点较高，有着良好的导热、导电性能，易生成合金。 ◆大部分过渡金属与其正离子组成电对的电极电势为负值，即还原能力较强。例如，第一过渡系元素一般都能从非氧化性酸中置换出氢。 ◆大多数都存在多种氧化态，水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。 ◆具有部分填充的电子层，能形成一些顺磁性化合物。 ◆原子或离子形成配合物的倾向较大。

19.2.1 过渡元素原子的电子构型 过渡元素原子电子构型的特点是它们的 d 轨道上的电子未充满（Pd例外），最外层仅有1~2个电子，它们的价电子构型为(n-1)d1-9n s1-2（Pd为4d105s0）。 表19-3 过渡元素原子的价电子层结构和氧化态 元素Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 价电子层结构3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s2 氧化态(+Ⅱ) +Ⅲ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ (+Ⅵ) +Ⅱ +Ⅲ +Ⅱ (+Ⅲ) 元素Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 价电子层结构4d15s24d25s24d45s14d55s14d55s24d75s14d85s14d105s0 氧化态+Ⅲ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ 元素La Hf Ta W Re Os Ir Pt 价电子层结构5d16s25d26s25d36s25d46s25d56s25d66s25d76s25d96s1 氧化态+Ⅲ+Ⅲ +Ⅳ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅷ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ 注：划横线的表示比较常见、稳定的氧化态；带括号的表示不稳定的氧化态。 多电子原子的原子轨道能量变化是比较复杂的，由于在4s和3d、5s和4d、6s和5d轨道之间出现了能级交错现象，能级之间的能量差值较小，所以在许

第13章 过渡元素 习题参考答案

第13章 过渡元素 习题参考答案 1．解：(1) TiO 2+ H 2SO 4(浓) ?→? ? TiOSO 4+ H 2O (2) TiCl 4 + 3H 2O → H 2TiO 3↓ + 4HCl↑ (3) VO 43-+ 4H +(过量) → VO 2+ +2H 2O (4) 2VO 2++ SO 32-+ 2H + → 2VO + +SO 42-+H 2O (5) 5VO 2++ MnO 4-+H 2O→ 5VO 2+ + Mn 2++ 2H + (6)V 2O 5 + 6H + + 2Cl - → 2VO 2+ + Cl 2↑+ 3H 2O (浓HCl) (7) V 2O 5 + 6OH -?→?冷 2VO 43- + 3H 2O V 2O 5 + 2OH -?→?热 2VO 3- + H 2O 2．解: 最终产物分别为VO 2+、V 3+ 、V 2+ 3．解：(1) 2[Cr(OH)4]- + 3Br 2+ 8OH -→ 2CrO 42- + 6Br -+ 8H 2O (浓HCl) (2) Cr 2O 72- + 3H 2S+ 8H + → 2 Cr 3+ + 3S ↓+ 7H 2O (3) Cr 2O 72-+ 6I -+ 14H + → 2 Cr 3+ + 3I 2 + 7H 2O (4) Cr 2O 72- + 14H + + 6Cl - →2 Cr 3++ 3Cl 2↑ + 7H 2O (浓HCl) (5) Cr 2O 3+ 3K 2S 2O 7+ 6H + → 2Mn 2+ +5O 2↑+ 8H 2O (6) 2Cr 3++ 3S 2-+ 6H 2O → 2 Cr(OH)3↓+ 3H 2S ↑ 4．解： 5．解： f K ([Fe(bipy)3]2+)=4.32?1018; 即[Fe(bipy)3]2+更稳定 6．解：A 是K 2MnO 4 (1)3 MnO 42- + 2CO 2 → MnO 2↓+ 2MnO 4- + 2CO 32- (A) (B) (C) MnO 2 + 4HCl(浓) → MnCl 2 + Cl 2↑+ 2H 2O (B) (D) (2)3Mn 2+ + 2MnO 4- + 2H 2O → 5MnO 2↓ + 4H + (C) (B)

实验二十四第一过渡系元素

实验二十四第一过渡系元素 (铬、锰、铁、钴、镍) 一、实验目的 掌握铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件。掌握铁、钴、镍的氢氧化物及配合物的生成和性质。掌握铁盐的性质。学习Fe2+、、Fe3+和Ni2+的鉴定方法。 二、实验前应思考的问题 1．转化反应须在何种介质(酸性或碱性)中进行?为什么? 2．从电势值和还原剂被氧化后产物的颜色考虑，选择哪些还原剂为宜？如果选择亚硝酸钠溶液可以吗? 3．转化反应须在何种介质中进行？为什么? 4．从电势值和氧化剂被还原后产物的颜色考虑，应选择哪些氧化剂？3％H2O2溶液可用否? 三、实验用品 仪器：试管、台秤、沙浴皿、蒸发皿、试管、离心试管、烧杯、玻璃棒、滴管、点滴板、酒精灯 固体药品：二氧化锰、亚硫酸钠、高锰酸钾、FeSO4·7H2O、KCl、NH4Cl 液体药品：H2SO4(浓，1 mol·L-1)，H2O2(3％)、NaOH(40％，6 mol·L-1，2 mol·L-1，0.1 mol·L-1)， CuCl2(0.2 mol·L-1)、HCl(浓，6 mol·L-1，2 mol·L-1，0.1 mol·L-1)、H2SO4(2 mol·L-1)、HAc(2 mol·L-1)、NH3·H2O(浓)、K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O(0.2 mol·L-1)、NH3·H2O(2 mol·L-1)、K2Cr2O7(0.1 mol·L-1)、FeSO4(0.5 mol·L-1)、K2CrO4(0.1 mol·L-1)、AgNO3(0.1 mol·L-1)、BaCl2(0.1 mol·L-1)、Pb(NO3)2(0.1 mol·L-1)、MnSO4(0.2 mol·L-1，0.5 mol·L-1)、NH4C1(2 mol·L-1)、NaClO(稀)、H2S(饱和)、Na2S(0.1 mol·L-1、0.5 mol·L-1)，KMnO4(0.1 mol·L-1)、Na2SO3(0.1 mol·L-1)、K4[Fe(CN)6] （0.1 mol·L-1）、K3[Fe(CN)6] （0.1 mol·L-1）、CoCl2（0.1 mol·L-1）、NiSO4（0.1 mol·L-1）、FeCl3（0.1 mol·L-1）、KI（0.1 mol·L-1）、Na2CO3（0.1 mol·L-1）、KMnO4（0.1 mol·L-1）MnSO4（0.1 mol·L-1）、CrCl3（0.1 mol·L-1）、NH4F（1 mol·L-1）、NH4Cl(1 mol·L-1)、KSCN(0.1 mol·L-1、25%)、Pb(Ac)2（0.5 mol·L-1）、KNO2（饱和）溴水、淀粉溶液、二乙酰二肟（1%）、H2O2（3%）、滤纸、淀粉KI试纸、邻菲罗啉、戊醇 材料：pH试纸、沸石 四、实验内容 1铬的化合物的重要性质 ⑴铬(Ⅵ)的氧化性

过渡元素的性质及其应用

过渡元素的性质及其应用 过度元素小组 2004年04月 i

摘要 过度元素是化学走棋表中元素最多的一部分鉴于人员有限和个人兴趣我们主要介绍了钛、锰、铂、铁四种元素。首先我们从总体上对化学元素进行了一些介绍，即为第一章；第二章是钛，元素钛（Ti）是一种过渡金属，从20世纪40年代以后，钛及其化合物被广泛应用于制造、催化以及石油化工等领域。本文将就其重要性质、工业制取及应用作出阐述；第三章是锰，主要介绍了二氧化锰的吸附性；第四章对铁的化合物进行了较为系统的介绍。而第五章主要介绍了铂的化学性质和铂在催化，只要等方面的应用。第二章是本报告的重点。 目录 第一章过度元素简介与性质 1 第二章钛金属的性质和应用 2 第三章锰的性质及应用 6 第四章铁及其化合物的应用 7 第五章铂的性质及应用 9 第六章附言 10

词汇表 词汇。 过渡元素 外过渡元素(d-过渡元素) 内过渡元素(f-过渡元素) 钛的性质、制取、应用、钛粉的应用 氨冷凝器 复合半导体 零点电荷 螯和作用

第一章、过渡元素简介与性质 一、简介 （1）过渡元素是位于周期表中央的金属元素(接于碱土族之后)，不象一般的典型金属元素(A族元素)，同一行有相似的化学性质，其化学性质相差很大。 （2）过渡元素分为两类 外过渡元素(d-过渡元素)：最后一个电子填入d轨道； 内过渡元素(f-过渡元素)：最后一个电子填入f 轨道。 1.2 性质 过渡元素均为金属元素，具有金属光泽，并为电、热的良导体。 （1）除ⅡB族的锌、镉、汞因ns及(n-1)d价轨道已完全填满，阳离子电荷密度小，故金属键较弱导致熔点、沸点，汽化热低外，其余的过渡元素均为高熔点、高沸点及高汽化热。 （2）具有多种氧化态，可形成各种化合物，如锰具+2、+3、+4、+6及+7氧化数：钴具有+2，+3氧化数；铁具+2，+3氧化数等。 化合物中的过渡元素大都具有未填满电子的d轨道及未成对电子 具有颜色 二、过渡元素的性质 1. 过渡元素：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等 价电子组态：3d1-104s2(Cu、Cr例外) Cr→3d54s1 Cu→3d104s1 2. 原子量随原子序增大而增大(例外：Co>Ni) 3. 地壳存量：以铁最丰富；铜之活性较小，可以游离态存在 4. 原子半径及离子半径由Sc至Ni大致随原子序增大而减小，但变化不大 5. 游离能不高，相近 IE1最大：Zn；IE2最大：Cu；IE3最大：Zn 而IE1、IE2及IE3最小者均为Sc。 6. 除锌外，熔点、沸点、汽化热均高。 7. 密度：除锌外，大致随原子序数的增加而增大。 8. 标准还原电位大致随原子序数的增加而增大 除Cu外，其余皆为负值 9. 氧化数：随原子序的增加而先增后减 Sc(+3)、Ti(+4)、V(+5)、Cr(+6)、Mn(+7)、Fe(+3)、Co(+2)、Ni(+4)、Cu(2+)、Zn(+2) 第一列过渡元素在高氧化态时均非以其阳离子的水合离子存在(即无V5+(aq)、Cr6+(aq)、Mn7+(aq))，而以共价性的含氧离子存在，如VO2+、CrO42-及MnO4-，最大氧化数不超过最外层3d与4s轨道的价电子总数 1

习题答案(14过渡元素2)

第13章 过渡元素 [习题] 1. 解：(1)2Cu + → Cu 4434421湿空气 O 2H 2CO 2O ++2(OH)2CO 3↓ (2) Cu 2O + 2Cl - + 2H + → 2CuCl 2↓+ H 2O (3) Cu 2O +2H + → Cu 2+ + Cu ↓+ H 2O (4) 2Cu 2+ + 4I - → 2CuI ↓+ I 2 (5) 2Cu 2+ + 6CN -(过量) → 2[Cu(CN)2] - + (CN)2↑ (6) AgBr + 2S 2O 32- → [Ag(S 2O 3)2] 3- + Br - (7) Zn 2+ + 4NH 3·H 2O(过量) → [Zn(NH 3)4]2+ + 4H 2O (8) Hg 2+ + 4I - (过量) → [HgI 4] 2- (9) Hg 22+ + 4I - (过量) → [HgI 4] 2- + Hg ↓ (10) Hg 2+ + 2OH - → HgO ↓+ H 2O (11) Hg 2Cl 2 + SnCl 2 → 2Hg ↓+ SnCl 4 (12) HgS + S 2- → [HgS 2]2- ※2. 解：简单工艺流程如下： (1) 配制工业纯ZnCl 2溶液，用稀HCl 调节溶液pH = 1~2，加入少量Zn 粉，除去重金属离子(Pb 2+、Cu 2+等)杂质。 (2) 过滤，除去重金属离子后的清夜中加入少量H 2O 2(3%)，将Fe 2+氧化为Fe 3+。 (3) 用NH 3·H 2O 调节溶液pH = 4，通H 2O(g)加热，使Fe 3+沉淀完全，过滤除去Fe(OH)3。 (4) 滤液中加入饱和NH 4HCO 3溶液，调节溶液pH = 8，生成白色沉淀。 (5) 过滤，将沉淀离心甩干，再用热水洗涤多次，直到用AgNO 3试剂检查Cl -含量达标为止。 (6) 沉淀经干燥焙烧，即得产品ZnO 试剂。 3. 解：(1) 先有白色沉淀生成，由于白色Zn(OH)2沉淀溶于NaOH ，因而加过量NaOH 时白色沉淀消失。 Zn 2++2OH -(适量) →Zn(OH)2↓ Zn(OH)2+2OH -(过量) →[Zn(OH)4]2- (2) 先有浅蓝色Cu 2(OH)2SO 4沉淀，NH 3·H 2O 过量时，沉淀因[Cu(NH 3)4]2+形成而溶解。 2Cu 2++2NH 3·H 2O+SO 42- → 2Cu 2(OH)2SO 4↓+2NH 4+ Cu 2(OH)2SO 4 +8NH 3·H 2O (过量) →2[Cu(NH 3)4]2+ +2OH -+SO 42-+ 8H 2O

元素和元素周期表参考答案

第三章元素和元素周期表 第一节元素的排列 阅读指南 1．元素周期表是如何发展起来的？ 为每个元素制作包括熔点、密度和颜色，以及原子量和成键能力的卡片→将元素按照原子量递增顺序排列，元素呈现出了某种规律性→按照成键能力将元素分组→最早的元素周期表出现→按原子序数重新排序（现在的元素周期表） 2．元素周期表给了我们什么信息？ 周期表中的每个方格内都含有某种元素的相关信息，这些信息一般包括该元素的原子序数、元素符号、元素名称以及相对原子质量。 元素周期表是由族和周期组成的，整个周期表共有18个族和7个周期。 元素的性质可以通过其在周期表中所处的位置进行预测。 3．元素的价电子与元素在周期表中的位置存在什么样的关系？ 同一周期中的元素，它们的原子的价电子数从左至右是逐渐增加的。同族元素的原子具有相同的价电子数和相同的价电子排列。 技能训练 4．分类：铜暴露在空气中会慢慢失去光泽，变得暗淡。失去光泽而变色的过程属于物理变化还是化学变化？ 在潮湿的含氧环境中，铜被腐蚀的主要反应就是生成碱式碳酸铜，反应过程中还有氧气参与了，2Cu ＋O2 ＋H2O ＋CO2 ＝Cu(OH)2*CuCO3 一般来说铜器如果暴露在潮湿空气中，都会生成铜绿而逐渐被腐蚀。该过程有新的物质生成，属于化学变化。 5．应用概念：氦、铍、氖的原子核内都含有质子和中子，但它们却属于完全不同的元素。为什么说它们属于不同的元素？ 属于同一元素的所有原子，它们所含的质子数是完全相同的。元素原子核内的质子数定义为元素的原子序数，是识别该元素特有的性质。氦有2个，铍有4个，氖有10个，因而它们属于不同的元素。6．推论：在镍-镉电池中，可以找到什么金属？ 镍和镉 7．对比：元素A与元素B是同族元素，它们与元素C属于同周期元素，上述三种元素中，哪两个元素可能具有相似的性质？说明原因。 元素A和B是同族元素，同族元素具有类似的特性。 想一想 8．周期的含义是什么？ 指具有相同的电子层数并按照原子序数递增的顺序排列的一系列元素。周期表中共有七个横行，也就是七个周期。第一、二、三周期称短周期；第四、五、六周期称长周期；第七周期尚未填满，称不完全周期。一般每周期以活泼金属元素开始，逐步过渡到活泼非金属元素，最后以稀有气体元素结尾。 9．周期表中的“列”称为什么？。 族，在元素周期表中，同族的元素具有相同的价电子数和相同的价电子排列。 我的困惑和疑问 第二节金属元素 阅读指南 1．金属有哪些性质？ 金属的物理性质：硬度、光泽、延展性，大多数金属都是热和电的良好导体。金属的化学活性也不尽相同。 2．你如何区分日常用的各类金属制品？ 过渡金属比较稳定，与空气和水反应缓慢或者根本不能反应，所以这些金属常用来制作日常生活中的器皿。还可将两种或两种以上的而金属相互混合，生成的合金，则具有组成该合金的各金属的优良性质，如青铜（铜锡混合）、黄铜（铜锌混合），不锈钢（铁、碳、铬、钒等混合）等。

铜及其它常考的过渡金属元素

铜、银及其它常考的过渡金属元素 【重要知识点回顾】 一、铜 1.铜：（1）铜的颜色色（2）火法或湿法制铜： （3）铜与下列物质反应：铜在空气中生成铜绿、浓硫酸（加热）、双氧水（加稀硫酸酸性）；硝酸（浓）、硝酸（稀）、硝酸银溶液、铁盐溶液、稀硫酸中加入少量铜不溶解，若加（通）入下列物质，能使铜溶解的是①硫酸铁②硝酸钾③双氧水④氧气（加热）。 （4）粗铜精炼：阳极为，有关电极反应式，比铜活泼的金属如铁以进入，比铜不活泼的金属沉积在中；阴极为，电极反应式；电解质溶液为，电解过程中电解质溶液浓度。 （5）溶液中Cu2+含量测定（碘量法）有关反应的离子方程式： 、 2.氧化铜：色。做用氢气还原氧化铜的实验时应先后，实验结果时应先 后。可用于还原氧化铜的物质有： 将铜丝在空气中加热后迅速插入乙醇中，现象为，有关化学方程式为、，总方程式为，铜的作用是。3、氧化亚铜：色。氧化亚铜溶于稀硫酸： 氧化亚铜溶于稀硝酸： 检验用氢气还原氧化铜所得产物中是否含氧化亚铜的实验方法是 4、氢氧化铜：色。配制新制氢氧化铜悬浊液的操作： 乙醛与新制氢氧化铜加热的化学方程式为 5、硫化铜：色。制备方法硫酸铜溶液中通入硫化氢： 硫化铜不溶于盐酸、稀硫酸但溶于稀硝酸： 硫化亚铜：色。制备方法铜在硫蒸气中加法： 硫化亚铜溶于稀硝酸： 鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法是 6、CuH：红色固体，难溶于水；CuH与氯气点燃 CuH中加稀盐酸 CuH中加稀硝酸酸（只产生一氧化氮一种气体） 二、银 1、银溶于稀硝酸：（应用：试管的洗涤） 2、银氨溶液的配制方法是：， 有关反应为 乙醛发生银镜反应的离子方程式为 3、往硝酸银溶液中依次滴加足量氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钠溶液、硫化钠溶液，现象为、、、，加入硫化钠溶液的离子方程式 三、其他过渡元素 1. Zn （1）实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气，为了加快反应速率，可采取的措施有： （2）银锌电池的负极是锌，正极是氧化银，电解质是氢氧化钾，负极反应式为，正极反应式为 2.Mn（1）实验室制氧气、氯气都可用到锰的化合物，写出有关化学方程式： 氧气氯气

过渡元素补充习题

第21-22章过渡元素补充习题 一.选择题 1 1.外层电子构型为ns0的元素是( ) A. La B. V C. Pd D. Nb 2.下列标出水合离子的颜色,其中正确的是( ) A. Ni2+紫色 B. Co2+蓝色 C. Ti3+紫红 D. Mn2+绿色 E. Fe3+淡紫 3.下列离子中,半径最小的是( ) A. Ca2+ B. Sc3+ C. Ti3+ D. Ti4+ 4.最难熔的金属是( ) A. Cr B. W C. Os D. Ta 5.同族金属元素的化学活性随原子序数的增加而增加,但例外的是 ( ) A. ⅠA B. ⅠB C. ⅢA D. ⅢB 6.同一族过渡元素,从上到下,氧化态的变化( ) A. 趋向形成稳定的高氧化态 B. 趋向形成稳定的低氧化态 C. 先升高而后降低 D. 没有一定规律 7.关于过渡金属氧化态的一些说法中,正确的是( ) A. 在同一过渡系列中金属的氧化态,随(n-1)d,ns轨道中价电子数 增多而逐渐升高 B. 在过渡金属的各类化合物中,最低氧化态只能是+2 C. 各族过渡金属自上而下,因核电荷增加,高氧化态趋向于不稳定 D.在氧化物和氟化物中,过渡金属可出现稳定的高氧化态 8.在配合物中,过渡元素的离子或原子是( ) A. 路易士酸 B. 路易士碱 C. 提供电子对 D. 质子酸 9.周期表中第5,6周期同族上下两个元素的性质很相似是由于( ) A.原子半径增大 B.镧系收缩 C.核电荷增多 D.电子层数减少 10.下列说法正确的是( ) A. 单质钛不与HCl反应 B. 单质钛不与HF反应 C. 单质钛不与熔融碱反应 D. 单质钛能与O 2.N 2 卤素反应 11.钛与浓热盐酸反应的现象是( ) A. 放出气体得到无色溶液 B. 放出气体,并生成白色沉淀 C. 生成白色沉淀和紫色溶液 D. 生成紫色溶液并放出气体 12.工业上制取金属钛可选用( ) A,用H 2还原TiO 2 B.用镁还原TiCl 4 C.用镁还原TiO 2 D.用H 2 还原TiCl 4 13.下列关于钛的反应方程式中,不正确的是( ) A. Ti┼2HCl==TiCl 2┼H 2 ↑ B. Ti┼6HF=H 2TiF 6 ┼2H 2 ↑ C. Ti+4HNO 3 (浓)=H 2 TiO 3 +4NO 2 ↑+H 2 O D. Ti+O 2=TiO 2 14.Ti具有优越的抗腐蚀性能,是因为( ) A. Ti本身不活泼,难与O 2,H 2 O,H+或OH-反应

第 章稀土元素 习题答案

第九章稀土元素 【习题答案】 9.1 什么叫内过渡元素？什么叫镧系元素？什么叫稀土元素？ 解：内过渡元素：指镧系和锕系元素，位于f区，也称为内过渡元素。 镧系元素：从57号元素镧到第71号元素镥，共15种元素，用Ln表示。 稀土元素：是15个镧系元素加上钪（Sc）和钇（Y），共计17个元素。 9.2 从稀土元素的发现史，你能得到何种启示？ 解：请阅读“9.1.1 稀土元素的发现”一节的内容，体会科学研究的精神。 9.3 稀土元素在地壳中的丰度如何？主要的稀土矿物有哪些？世界和我国的稀土矿藏分布 情况如何？ 解：稀土元素在地壳中的丰度如下表所示： 元素名称Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm 丰度/g·t－1 5 28.1 18.3 64.1 5.53 23.9 4.5×10－20 6.47 元素名称Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 丰度/g·t－1 1.06 6.36 0.91 4.47 1.15 2.47 0.20 2.66 0.75 主要的稀土矿物有独居石、氟碳铈矿、磷酸钇矿等。 我国稀土资源极其丰富，其特点可概括为：储量大、品种全、有价值的元素含量高、分 布广。已在18个省市发现蕴藏各类稀土矿，储量占世界已探明稀土矿藏的55％左右。南方 以重稀土为主，内蒙古以轻稀土为主。在内蒙古包头市北边白云鄂博，称为“世界稀土之都”， 储量占全国储量70％以上。国外稀土资源集中在美国、印度、巴西、澳大利亚和俄罗斯等国。 9.4 如何从稀土矿物中提取稀土元素？ 解：从稀土矿物中提取稀土元素主要包括三个阶段： （1）精矿的分解：利用化学试剂与精矿作用使稀土元素富集在溶液或沉淀中，与伴生元 素分离开来。方法可分为干法和湿法。 （2）化合物的分离与纯化：从混合稀土氧化物或混合稀土盐中分离出单一的稀土元素。 方法有分级结晶法、分级沉淀法、选择性氧化还原法、离子交换法、溶剂萃取法等。 （3）稀土金属的制备：通常采用熔融盐电解和热还原法。

过渡元素(一)

第二十一章过渡元素(一) Ti V Cr Mn (Mo W) 第一节通性 §1-1 过渡金属通性 一、 1．金属 2．还原性 3．多种氧化态 4．可有顺磁性 5．配合物 §1-2 轻重过渡系比较 1．3d ~ 4、5d 无节点余尾现象小 3d轨道受电荷影响大 2．五个不同对轻过渡系来说 1）I3大 2）低氧化态稳定(与主族不同，主要Bi(Ⅴ)>Bi(Ⅲ) 3）易高自旋4d、5d低自旋 4）不易簇合物簇合物 5）配位数小 §1-3 周期性 一、氧化态：书P822

从左到右↑Mn ↓说明当3d5以上时3d电子就趋向稳定，难以成键 ∴高氧化态的氧化性↑ 二、原子、离子半径书P824 1．从左到右半径 2．很慢下降：因为d电子屏蔽效应差3．La系收缩 4．Cu的半径上升由于d10屏蔽↑ §1-4 物理、化学性质 一、物理性质 1．键的强度大 2．r小密度大 3．金属键强bp,mp大w mp 3683K=3419K 二、化学性质 1．活泼金属M + O2MO M + H+H2↑ Sr Y La + H2O H2↑ 从左到右金属性↓ 从上到下ⅢB 金属性 其他金属性↓

因为决定他们的因素是 核电荷 半径 对于 主族：半径变化较多 副族：半径变化不大(特别La 系收缩)极不活泼 核电荷变化为主 §1-5 氧化物的酸碱性 从左到右，碱性减弱 氧化态上升时，碱性氧化物 酸性氧化物 从上到下，碱性应减弱(因为金属性减弱) 但碱性上升，因对于高价金属来说，原子核的引力从上到下减弱 §1-6 水合离子的颜色 Ti 3+ V 2+ V 3+ Cr 3+ Mn 2+ Fe 2+ Fe 3+ Co 2+ Ni 2+ 紫红 紫 绿 蓝绿 肉色 浅绿 淡紫 粉红 绿 §1-7 配合物 第二节 钛分族 Ti Tifanium Zr Zirconium +4价 Hf Hafnium 单质 TiO 2结构 氧化物 氯化物 过渡

第九章 过渡金属元素(I)

第九章过渡金属元素（I） §9—1 过渡金属元素的通性 1—1 过渡金属元素在周期表中的位置及价电子层结构 d区 IIIB—VIIIB.过渡金属元素d区（n-1）1—9ns1—2 46 Pd 4d105s0. 共计25种元素外过渡金属元素内过渡金属元素 f区（n-2）f1—14（n-1）d0—1ns2共计30种元素（57—71） IIIB---VIIIB Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 第一过渡金属元素 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 第二过渡金属元素 La Ac Hf Ta W Re Os Ir Pt 第三过渡金属元素（57—71） La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd （64 4f145d06s2） Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 1—2 过渡金属元素的重要特征 1. 它们都是金属元素，均具有较强的还原能力. 2. 同一种金属元素具有多变的氧化数.Cr +6，+3，+2，0“+2氧化 数”是特征的Mn +7，+6，+4，+3，+2，0.另外：第四周期第一 过渡金属元素高氧化数的化合物具有强氧化性，低氧化性稳定. 第二、三过渡金属高氧化数化合物稳定. 3. 水合离子或含氧酸根离子具有较深的颜色 前者是d—d轨道跃迁.（La系元素是f—f轨道）跃迁所致, 后者是电荷跃迁所致.何为电荷跃迁，它是如何形成的？[问题1] （极化效应） 4．过渡金属原子元素或离子易形成配合物——这是过渡金属元素最重要的成键特征. 1—3. 过渡金属元素的离子半径和原子半径. 由于La系收缩现象的产生.使IIIB族中的Sc、Y与15种La系元素

第19章-过渡元素(一)习题

第19章 过渡元素（一）习题 1．选择题 19－1下列配离子属于反磁性的是……………………………………………（ ） (A) [Mn(CN)6]4- (B) [Cu(en)2]2+ (C) [Fe(CN)6]3- (D) [Co(CN)6]3- 19－2下列氧化物与浓H 2SO 4共热，没有O 2生成的是……………………（ ） (A) CrO 3 (B) MnO 2 (C) PbO 2 (D) V 2O 5 19－3下列离子中磁性最大的是………………………………………………（ ） (A) V 2+ (B) Cr 3+ (C) Mn 2+ (D) Fe 2+ 19－4 在某种酸化的黄色溶液中，加入锌粒，溶液颜色从黄经过蓝、绿直到变为紫色，该溶液中含有……………………………………………………………（ ） (A) Fe 3+ (B) +2VO (C)-2 4 CrO (D) Fe (CN)-4 6 19－5在碱性溶液中氧化能力最强的是………………………………………（ ） (A) - 4 MnO (B) NaBiO 3 (C) Co 2O 3 (D)-272O Cr 19－6过渡金属和许多非金属的共同点是……………………………………（ ） (A) 有高的电负性 (B) 许多化合物有颜色 (C) 有多种氧化态 (D) 许多化合物具有顺磁性 19－7 CrO 5中Cr 的氧化数为 …………………………………………………（ ） (A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 10 19－8在酸性介质中加入过氧化氢(H 2O 2)时不生成过氧化物的化合物是…（ ） (A) 钛酸盐 (B) 重铬酸盐 (C) 钒酸盐 (D) 高锰酸盐 19－9根据铬在酸性溶液中的元素电势图可知， ?(Cr 2+/Cr)为…………… （ ） Cr 3+──── Cr 2+ ───── Cr (A) -0.58 V (B) -0.91 V (C) -1.32 V (D) -1.81 V 19－10 已知V 3+ / V 2+ 的 ?= -0.26 V ，O 2/H 2O 的 ?= 1.23 V ，V 2+离子在下述溶液中能放出氢的是………………………………………………………………（ ） (A) pH = 0的水溶液 (B) 无氧的pH = 7的水溶液 -0.41 V -0.74 V

第一过渡系元素(铬、锰、铁、钴、 镍)(3学时)

第一过渡系元素（铬、锰、铁、钴、镍）（3学时） 一、实验目的及要求 1.掌握铬、锰主要性质及个氧化态之间相互转化的条件。 2.练习沙浴加热操作。 3.试验并掌握二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性。 4.实验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及性质。 二、实验药品 MnSO（0.2mol/L）、NaOH（aq）、HCl(aq)、重铬酸钾溶液、NH4C l（2mol/L）、H2SO4（6mol/L）、CoCl2(aq)、NiSO4(aq)、FeCl3(aq)、K4[Fe(CN)6]、氨水、MnO2(s)、KMnO4(aq)、NH4Cl(s) 三、实验内容及步骤 1、铬的化合物的重要性质 （1）．铬（Ⅵ）的氧化性 Cr2O72-转变为Cr3+ （2）．铬（Ⅵ）的缩合平衡 Cr2O72-与CrO42-相互转化 （3）．Cr(OH)3的两性 （4）．铬（Ⅲ）的还原性 （5）．重铬酸钾和铬酸盐的溶解性 分别在CrO42-、Cr2O72-溶液中各加入少量的Pb(NO3)2、BaCl2、AgNO3、观察产物的颜色。 2、锰的化合物的重要性质 （1）．氢氧化锰的生成和性质 第一份、往0.2mol/L MnSO4中加入少量氢氧化钠，观察沉淀的颜色。 第二份往0.2mol/L MnSO4中加入少量氢氧化钠，再加过量的氢氧化钠，观察现象

第三份往0.2mol/L MnSO4中加入少量氢氧化钠，再加入盐酸，观察现象 第四份往0.2mol/L MnSO4中加入少量氢氧化钠，再加氯化铵，观察现象 （2）．锰的化合物的重要性质 1）Mn2+的氧化 2）硫化锰的生成和性质 3）二氧化锰的生成和氧化性 （2）．高锰酸钾的性质 分别试验高锰酸钾与亚硫酸钠在中性、酸性、碱性介质中的反应。 3、铁（Ⅱ）、钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）的化合物的还原性 （1）、铁（Ⅱ）的还原性 1）酸性介质 2）碱性介质 （2）．钴(Ⅱ)的还原性 1）往盛有CoCl2溶液的试管中加入氯水，观察现象。 2）往两支分别盛有0.5mL0.5mol/L CoCl2溶液的试管中，滴加2mol/L NaOH溶液，制得两份沉淀，一份置于空气中，一份加入新配制的氯水，观察。注意观察反应产 物的颜色和状态。 （3）．镍(Ⅱ)的还原性：方法同上。 4、铁(Ⅲ)、钴(Ⅲ)、镍(Ⅲ)的化合物的氧化性 （1）在氢氧化铁(Ⅲ)、氢氧化钴(Ⅲ)和氢氧化镍(Ⅲ)沉淀中均加入浓盐酸，震荡观察现象。（2）在氯化铁中加入碘化钾溶液，再加入四氯化碳，观察现象。 5、配合物的生成和性质 （1）、铁配合物的性质 1）往盛有1mL亚铁氰化钾溶液的试管中，加入0.5mL碘水，震动试管后，滴入数滴硫酸亚铁铵溶液，有何现象发生？ 2）向盛有1mL新配制的硫酸亚铁铵溶液的试管中加入碘水，震动试管后，将溶液分成两份，各滴入数滴硫氰酸钾溶液，然后向其中一支试管注入约0.5mL3%H2O2的溶液，观察现象。 3）普鲁士蓝的生成往0.5ml0.2mol/L FeCl3溶液中，加入1滴0.1mol/L K4[Fe(CN)6]溶液，观察产物的颜色和状态。写出相应的反应方程式。