【文档说明】高考化学二轮专题培优课件——专题十二：d区元素和f区元素 (含解析).ppt，共(44)页，1.054 MB，由MTyang资料小铺上传

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无机部分专题十二：d区元素和f区元素d区元素和f区元素§12.7f区元素§12.6铁系元素§12.5锰§12.4铬、*钼、*钨*§12.3钒*§12.2钛§12.1d区元素概述§12.1d区元素概述12.1.1d区元素和过渡元

素d区元素在周期表中的位置2、d区元素的物理性质•熔点、沸点高熔点最高的单质：钨(W)•硬度大硬度最大的金属：铬(Cr)•密度大密度最大的单质：锇(Os)•导电性，导热性，延展性好。12.1.2d区元素的特性1、d区元素原子的价电子层构型(n-1)d1-10ns1-23、d区

元素的氧化态有多种氧化态。红色为常见的氧化态。4、d区元素离子的颜色水合离子呈现多种颜色。Mn(Ⅱ)Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)Ni(Ⅱ)Fe(Ⅲ)Cu(Ⅱ)原因：（1）d区元素的离子一般具有高的电荷，小的半径和9－17不规则的外层电子构型，

具有较大的极化力；（2）d区元素的原子或离子具有未充满的d轨道，在配体作用下，可额外获得晶体场稳定化能。5、容易形成配合物§12.4铬钼钨•铬元素的电势图CrCrCrOCr23272++--0.741.33-0

.41-0.91CrCr(OH)Cr(OH)CrO2424---0.12-1.1-1.4-1.3EB/VEA/V铬分族(VIB)：Cr,Mo,W制备：O4HNOCrOCr)(NHO2Cr3O4Cr2232Δ722432Δ2++++3Cr-4Cr(OH))s(Cr(OH)3)(OCr

OH322绿+-OH)(适量-OH+H(灰蓝色)(亮绿色)Δ12.4.1铬的化合物1、Cr2O3(铬绿)2、Cr(OH)3+H铬（III）化合物3342CrClSOCr，）（)g(3CO)s(2Cr(OHO3H3COCr2)g

(S3H)s(Cr(OHO6H3SCr2232-23323223+++++++-+））3、Cr(Ⅲ)的盐•水解性++++H]OCr(OH)(H[]OCr(H[252362））410-K•还原性14HSOOCrO

H7OS32Cr24272Ag22823+++++---++O8H2CrO2OHO3H2Cr(OH)224224+++---V33.1)Cr/OCr(3272=+-酸性条件：EV12.0)Cr(OH)/CrO(-424-=-碱性条件：ECr(III)离子在碱性溶液中有较强

的还原性•Cr(Ⅲ)的配合物的多种颜色绿色）蓝绿色）紫色，）OH2Cl]ClOCr(H[OHCl]ClOCr(H[Cl]OCr(H[22422252362•pH值的影响pH<2：Cr2O72-为主pH>6：CrO42-为主OHOCr2HCrO2H2CrO2

272424++--+-(黄)(橙)1、Cr2O72-与CrO42-间的转化铬（VI）化合物•溶解度的影响-×=10.02)OCr(Ag7722Ksp-×=101.1)CrO(Ag1242Ksp+-++++2H)(s,CrO2AgOHOCr

4Ag422272砖红+-++++2H)(s,2BaCrOOHOCr2Ba422722柠檬黄+-++++2H)(s,2PbCrOOHOCr2Pb422722黄K2Cr2O7PbCrO42、Cr2O72-的强氧化性O7H2KCl2++721.33V)/CrO(Cr32=+-

EOH4Cr23SOH83SOOCr232423272+++++-+--O7H2Cr3S8HS3HOCr232272++++++-O7H2Cr3I14H6IOCr232272++++++--2CrCl3Cl

)14HCl((s)OCrK32722++浓O7H2Cr6Fe14H6FeOCr2332272++++++++-Cr(VI)在酸性溶液中有较强的氧化性Cr(III)与Cr(VI)的相互转化关系：Cr3++3OH-Cr(OH)3CrO2-

+H2O+H+Cr2O72-+H2OCrO42-+2H+OH-H+OH-OH-H+H+还原剂氧化剂灰蓝色亮绿色紫色橙红色黄色小结：铬化学—三个平衡：a、Cr(III)的酸碱平衡b、Cr(VI)的酸碱平衡c、Cr(III)Cr(VI)的氧化还原平衡Question:如要实现C

r(VI)Cr(III)的转化以及Cr(III)Cr(VI)的转化，适宜的介质各是什么？实现Cr(VI)Cr(III)的转化,适宜的介质是酸性，因为酸性介质中Cr(VI)具有强氧化性；实现Cr(III)Cr(VI)的转化,适宜的介质是碱性，因为碱

性介质中Cr(III)具有强还原性。§12.5锰12.5.1锰(II)的化合物12.5.2锰(IV)的化合物12.5.3锰(VI)和锰(VII)的化合物•锰元素电势图：Mn18.1Mn51.1Mn95.0MnO27.

2MnO5545.0MnO232244-++--1.7001.231.51Mn56.1Mn(OH)10.0OH)(Mn20.0MnO6175.0MnO5545.0MnO232244-----0.5965-0.0514酸性溶

液V/EA碱性溶液V/EB锰分族(VIIB)：Mn,Tc,Re1、酸性介质：Mn2+，肉色，稳定，弱还原性。只有很强的氧化剂才可将其氧化：+--++-++++-++++++++++++++++16H

10SO2MnOO8HO5S2MnO2H5Pb2MnO4H(s)5PbO2MnO7H5Na5Bi2MnO14H(s)5NaBiO2Mn244Ag2-28222242223432可用于Mn2+的定性鉴定12.5.1锰(II)化合物2、碱性介质：Mn(OH)2，白色沉淀，不稳定，强还原性。)(s

,Mn(OH)2OHMn222O白无+-+结论：Mn(Ⅱ)在碱性条件下不稳定(还原性强)在酸性条件下稳定(还原性差)),s(MnO(OH)O21Mn(OH)222棕黄色+•黑色无定形粉末，不溶于水和稀

酸O2HOMnSO2)(SOH22MnOO2HMnClCl)4HCl(MnO2244222222++++++浓浓•还原性（一定程度）O2H3MnO4OH2MnOMnO22442+++---pH>13.5•氧化

性强（主）V229.1)/MnMnO(22A=+E12.5.2锰(IV)化合物MnO2K2MnO4•暗绿色晶体；•在pH>13.5的碱性溶液中稳定存在；•在水溶液中易歧化。-2342224242242CO2MnOMnO2CO3MnOO2H2MnOM

nO4H3MnO++++++---+-12.5.3锰(VI)和锰(VII)化合物KMnO4(紫黑色晶体)•强氧化性O3H5SO2Mn6H5SO2MnO2242234++++-++--溶液的酸度不同，MnO4被还原的产物不同：—1.51V)/MnMnO(24=

+-EAO8HCO102Mn6HOC5H2MnO2224224++++++-OHSO2MnO)(OH2SO2MnO224-24234++++----浓-24222342OHSO32MnOOH3SO2MnO++++---•不稳

定性OH23O4MnO)(H44MnO2224++++-微酸加热OH2O4MnOOH44MnO22244+++---22424O(s)MnOMnOKC2202KMnO++(见光)遇酸浓

碱§12.6铁系元素Ⅷ族FeCoNi铁系RuRhPdOsIrPt铂系价电子构型重要氧化值Fe3d64s2+2,+3,(+6)Co3d74s2+2,+3,(+5)Ni3d84s2+2,+3,(+4)1、氧化物二价还原性增强FeOCoONiO(黑色)(灰绿色)(暗

绿色)Fe2O3Co2O3Ni2O3(砖红色)(黑色)(黑色)三价氧化性增强Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2OCo2O3+6HCl2CoCl2+Cl2+3H2ONi2O3+6HCl2NiCl2+Cl2+3H2O12.6.1氧化物和氢

氧化物2、氢氧化物NaOHCo2++OH-Co(OH)2Ni2++OH-Ni(OH)2粉红色绿色加入强氧化剂才可以空气中O2CoO(OH)缓慢Ni(OH)2+Br2+2NaOHNiO(OH)+2NaBr黑色Fe(OH

)3很快空气中O2Fe2++OH–Fe(OH)2白色红棕色暗棕色白色粉红绿色棕红棕色黑色Co(OH)2Co(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3还原性增强氧化性增强Ni（OH）2Ni（OH）3OH6Cl2MCl)H

Cl(62M(OH)3FeCl3Fe(OH)2223233+++++浓OHHClM=Co,NiCoO(OH)NiO(OH)红棕色暗棕色12.6.2盐类1、＋2价盐类氧化态为+2的铁、钴、镍的盐，在性

质上有许多相似之处。•这些离子都有未成对电子，所以它们的水合离子都呈现颜色。•溶解性相似•铁、钴、镍的硫酸盐都能与碱金属或铵的硫酸盐形成复盐。①七水硫酸亚铁:俗称绿矾，保存Fe2+溶溶时，应加入足够浓度的酸，必要时应加入几颗铁钉来阻止氧化②CoCl26H2O变色硅胶

。CoCl26H2OCoCl22H2O紫红CoCl2H2O蓝紫粉红色52.5℃90℃120℃CoCl2蓝色2、＋3价的盐类•氧化性＋3价的铁盐稳定，而＋3价钴盐和镍盐不稳定，Fe3＋具有一定的氧化性，可和一些较强的还原剂反应，如硫化氢，碘化氢，铜等。•水解性三氯化铁以及其他铁(III)

盐溶于水后都容易水解，而使溶液显酸性。1、氨配合物++++++++43233422323NH(s)Fe(OH)OH3NHFe2NH(s)Fe(OH)OH2NHFe12.6.3配合物++

+26332)Ni(NH6NHNi紫色+262O)Ni(H+263)Ni(NH土黄色红色++++363226332)Co(NH)Co(NH6NHCoO2、氰配合物---++ClFe(CN)Cl2

1Fe(CN)36246深红色常用盐：K4[Fe(CN)6]黄血盐黄色K3[Fe(CN)6]赤血盐晶体为红色-4622Fe(CN)(s)Fe(CN)2CNFe-CN+-+黄色白色(s)Fe][KFe(CN)xK]x[Fe(CN)xFex6

463+++-+Fe2+的鉴定：(酸性条件)滕氏蓝Fe3+的鉴定：(酸性条件)普鲁士蓝[KFeⅢ(CN)6FeⅡ]x的结构(s)Fe][KFe(CN)xK]x[Fe(CN)xFex6362+++-+3、硫氰配合物)(Fe(NCS)nSCNFen3n3血红--

++)(Co(NCS)4SCNCo242天蓝丙酮--++异硫氰合铁(Ⅲ)配离子四异硫氰合钴(Ⅱ)配离子实验中用固体KSCN或NH4SCN鉴定Fe3+鉴定Co2+§12-7f区元素f区元素在周期表中的位置一种意见将镧系和锕系分别界定为La之后的14种元素和Ac之后的1

4种元素，结果是镧系不包括La而锕系不包括Ac。另一种意见是镧系应包括La而锕系应包括Ac,各有15个元素。这都与f电子的填充有关。续稀土的英文是RareEarth，18世纪得名，“稀”原指稀贵，“土”是指

其氧化物难溶于水的“土”性。其实稀土元素在地壳中的含量并不稀少，性质也不象土，而是一组活泼金属，“稀土”之称只是一种历史的习惯。根据IUPAC推荐，把57至71的15个元素称为镧系元素，用Ln表示，它们再加上21号的Sc和39号的Y称为稀土

元素，用RE表示。“稀土”—别致有趣的名字RareEarthRareEarth“”镧系收缩定义：产生原因随原子序数增大，电子填入4f层，f电子云较分散，对5d和6s电子屏蔽不完全，Z*增大，对外层电子吸引力增大，使电子云更靠近核，造成了半径逐渐减小而产生了所谓“

镧系收缩效应”。指镧系元素的离子半径随原子序数的增加而依次减小的现象。有人也把这叫做“单向变化”。锕系元素都有很强烈的放射性，元素及其化合物均不易得到，有关化学性质的研究是在微克量级甚至数百个原子的量级上进行的！一个非常值得注意的问题！所有的操作都必须采取防护措施！所有的

操作都必须采取防护措施！