化学自习室移动版

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 Cr^2＋溶液，而后为空气所氧化成绿色的 Cr^3＋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，Cr^2＋具有强的还原性，Cr^3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将 Cr^3＋氧化成Cr₂O₇^2－，＋6 价铬在酸性条件下以Cr₂O₇^2－存在，具有强氧化性，在碱性介质中以 CrO₄^2－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，两性氢氧化物，既溶于酸，也溶于碱

①与酸反应：Cr(OH)₃ ＋3H^＋===Cr^3＋＋3H₂O

②与碱反应：Cr(OH)₃＋OH^－===CrO₂^－(－)＋2H₂O或 Cr(OH)₃＋OH^－===[Cr(OH)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

在酸性条件下以Cr^3＋存在，碱性条件下以Cr(OH)₃、[Cr(OH)₄]^－(或CrO₂^－))存在。

①Cr^3＋在酸性条件下是稳定的，只能被强氧化剂氧化，如：

2Cr^3＋＋3PbO₂＋H₂O===3Pb^2＋＋Cr₂O₇^2－＋2H^＋。

但在碱性条件下能被氧化成CrO₄^2－，2Cr^3＋＋3H₂O₂＋10OH^－===2CrO₄^2－＋8H₂O。

②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO₂^－))可以被H₂O₂或Na₂O₂氧化成铬酸盐CrO₄^2－，如：2CrO₂^－＋3H₂O₂＋2OH^－===2CrO₄^2－＋4H₂O，

2CrO₂^－＋3Na₂O₂＋2H₂O===2CrO₄^2－＋6Na^＋＋4OH^－。

(4)铬(VI)化合物

①存在形式与转化

A．碱中单聚酸根 CrO₄^2－，酸中二聚 Cr₂O₇^2－：2CrO₄^2－＋2H^＋Cr₂O₇^2－＋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 CrO₂^2＋离子形式存在。CrO₂^2＋称为铬氧基，或铬酰基。CrO₂Cl₂是深红色液体，其形态像溴，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Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－存在下列平衡

2CrO₄^2－(黄色)＋2H^＋Cr₂O₇^2－－(橙红色)＋H₂O

在酸性条件下，主要以 Cr₂O₇^2－形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以 CrO₄^2－形式存在

③Cr(Ⅵ)的氧化性：K₂Cr₂O₇ 及 K₂CrO₄ 均为＋6 价铬的化合物，具有强氧化性，在酸性溶液中，Cr₂O₇^2－具有强氧化性，在酸性条件下的还原产物均为 Cr^3＋；但在碱性溶液中 CrO₄^2－的氧化性要弱的多

Cr₂O₇^2－＋3SO₃^2－＋8H^＋===2Cr^3＋＋3SO₄^2－＋4H₂O

Cr₂O₇^2－＋6I^－＋14H^＋===2Cr^3＋＋3I₂＋7H₂O，

Cr₂O₇^2－＋6Cl^－＋14H^＋===2Cr^3＋＋3Cl₂↑＋7H₂O

Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O

2CrO₄^2－＋3SO₃^2－＋10H^＋===2Cr^3＋＋3SO₄^2－＋5H₂O