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1、组长：褚鹏组员：张楠、王艳芳、李闯 陈建伟、张延山,化二二组,1-1 铬1-2 铬的氧化物和氢氧化物1-3 铬盐1-4 铬酸盐和重铬酸盐1-5 含铬废水的处理,铬及其化合物,1-1 铬,铬的良好光泽和高的抗腐蚀性常用于电镀工业，如自行车、汽车、精密仪器零件中的电镀制件。,铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中含有12%以上的铬。是最硬的金属，在周期表中位于VIB族第一种元素。在地壳中的丰度居21位。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。但铬（VI）化合物有毒铬和铝相似也因易形成一层氧化膜而钝化,铬的氧化物有
2、CrO，Cr2 o3和CrO3，对应水合物为Cr（OH）2，Cr（OH）3和含氧酸H2CrO4，H2 Cr2O7等。他们的氧化态从低到高，其碱性依次减弱，酸性依次增强。,1-2铬氧化物和氢氧化物,1.三氧化二铬和氢氧化铬,三氧化二铬（Cr2O3) Cr2O3为绿色晶体，不溶于水，具有两性，溶于酸形成Cr(III)盐，溶于强碱形成亚酸铬盐（CrO2-): Cr2O3+3H2SO4 Cr2(SO4)3+3H2O Cr2O3+2NaOH 2NaCrO2+H2OCr2O3可由（NH4)2Cro7加热分解制的： （NH4)2Cro7 Cr2O3+N2+4H2O Cr2O3 常用作媒染剂、有机化合成的催化
3、剂及油漆的染料（铬绿），也是冶炼金属铬和制取铬盐的原料。,氢氧化铬Cr（OH）3在铬（III）盐中加入氨水或NaOH溶液，即有灰蓝色的Cr(OH)3胶状沉淀析出：Cr2(SO4）3+6NaOH2Cr(OH)3 +3Na2SO4Cr(OH)3具有明显的两性，在溶液中存在两种平衡：,Cr3+3OH- Cr(OH)3 H+Cr（OH)4-(或写成CrO2-）,向Cr（OH）3沉淀中加酸或加碱都会溶解： Cr（OH）3+3HCL CrCL3+3H2OCr（OH）3+NaOH NaCr(OH)4显然， Cr（OH）3 和Al（OH）3，Zn（OH）2类似，它的溶解度与溶液的酸碱性有密切关系,2.三氧化铬
4、,CrO3为暗红色的针状晶体，易潮解，有毒，超过熔点（195.C)即分解释出O2，CrO3为强氧化剂，遇到有机物易引起燃烧或爆炸。 CrO3可有固体Na2Cr2O7和浓H2SO4经复分解得,Na2Cr2O7+H2SO4=2NaHSO4+ 2CrO3+H2OCrO3溶于碱生成铬酸盐： CrO3+2NaOHNa2CrO4+H2O因此，被称为铬酸的酸酐，简称铬酐。,铬酐遇水能形成铬的两种酸：H2CrO4和其二聚体H2Cr2O7。前者在水中的解离为H2CrO4H+HCrO4- K1=4.1 (1)HCrO4-H+CrO42- K2=10-5.9=1.310-6 (2)后者是强酸，第一步几乎完全解离，第
5、二步解离常数为0.85(或10-0.07)。铬的两种酸在水中又互为平衡，即2HCrO4Cr2O72-+H2O K3=102.2=1.58102 (3)(3)-2(2)得 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K则 K=c(Cr2O72-) c(CrO42-)2c(H+)2 =1014,有上式可知：酸性溶液中，c(Cr2O72-)大，即Cr2O72-占优势，颜色呈 橙红； 碱性溶液中，c(CrO42-)大，即CrO42-占优势，溶液呈黄 色；中性溶液中，c(Cr2O72-) c(CrO42-)2的值为1，二者 的浓度相等，呈橙色。由于分子、分母的指数不同，pH改变对二者浓度的影响也就不同
6、。CrO42-占二者浓度的千分之一时，pH约为5.5；而Cr2O72-占千分之一时，pH约为10.0.考虑到两种酸的第一步解离均较大，当酸有一定浓度时，其pH都远小于5.5，故CrO3溶于水后主要应形成Cr2O72-或HCr2O7-，而不是CrO42-,HCrO4-或H2CrO4。,常见的铬()盐有：三氯化铬(CrCl36H2O,绿色或紫色)、硫酸铬Cr2(SO4)318H2O,紫色、铬钾矾KCr(SO4)212H2O,蓝紫色。它们都易溶于水，水合离子Cr(H2O)63+不仅存在于溶液中，也存在于上述化合物的晶体中。,1-3 铬盐,Cr3+除了与H2O形成配合物外，与Cl-,NH3,CN-,S
7、CN-,C2O42-等都能形成配合物，例如，CrCl63-,Cr(NH3)63+,Cr(CN)63-等，配位数一般为6.下面对三氯化铬做一下介绍：,三氯化铬是常见的Cr()盐，为暗绿色晶体，易潮解，在工业上用作催化剂媒染剂和防腐剂等。制备时，在铬酐(CrO3)的水溶液中慢慢加入浓HCl进行还原，当有氯气味时说明反应已经开始： 2CrO3+H2OH2Cr2O7 H2Cr2O7+12HCl2CrCl3+3Cl2+7H2O由于E值相近，上述氧化还原反应不容易进行彻底，需加入乙醇或蔗糖等有机物促进反应进行。铬酸为强氧化剂，能引起有机物剧烈分解甚至着火，故需注意安全。,三氯化铬,1-4铬酸盐和重铬酸盐,
8、与铬酸、重铬酸对应的是铬酸盐和重铬酸盐，它们的钠、钾、铵盐都是可溶的，其颜色与其酸性一致。,铬酸盐和重铬酸盐的性质差异表现在：,氧化性溶解度,氧化性,Cr()盐只有在酸性时，或者说以Cr2O72-的形式存在时，才表现出强氧化性。当以为氧化剂时，需选用重铬酸盐，即使反应在酸性溶液中进行。例如：K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2OK2Cr2O7+3Na2SO3+4H2SO4Cr2(SO4)3+3Na2SO4+K2SO4+4H2OK2Cr2O7+14HCl2CrCl3+3Cl2+2KCl+7H2O,溶解度,重铬酸盐大多易溶于水，而铬酸盐中除K+,Na+,
9、NH4+盐外，一般都难溶于水。当向重铬酸盐溶液中加入可溶性Ba2+,Pb2+或盐Ag+时，将促使Cr2O72-朝CrO42-方向转化，而生成相应的铬酸盐沉淀：,2Ba2+ Cr2O72- + H2O 2BaCrO4 + 2H+ 2Pb2+ Cr2O72- + H2O 2PbCrO4 + 2H+ 4Ag+ + Cr2O72- + H2O 2Ag2CrO4 + 2H+,钾和钠的铬酸盐是重要的化工原料和化学试剂，以下做重点讨论：,性质和用途制备,性质与用途,铬酸钠(Na2CrO4)和铬酸钾(K2CrO4)都是黄色晶体，前者与许多钠盐相似，容易潮解。这两种铬酸盐的水溶液都显碱性。重铬酸钠(Na2Cr2
10、O7)和重铬酸钾(K2Cr2O7)都是橙红色晶体，前者同样易潮解，它们的水溶液都显酸性。,制备,工业上生产铬酸盐是以铬铁矿为原料，与Na2CO3混合，高温焙烧得到铬酸钠：4Fe(CrO2)2+8Na2CrO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2经水浸、除渣、溶液调PH至78，滤去Fe2O3和杂质反应后的水解产物Al(OH)3，H2SiO3等沉淀后，蒸发冷却得Na2Cr2O42H2O晶体。,若制备Na2CrO42H2O，只需加入H2SO4酸化即可：2Na2CrO4+H2SO4Na2Cr2O7+Na2SO4+H2OK2CrO4的工业制法与钠盐相似，只是在分解铬铁矿时，将Na2Cr2O
11、7改为K2CO3即可。K2Cr2O7也可由Na2Cr2O7与KCl进行复分解制得：Na2Cr2O7+2KClK2Cr2O7+2NaCl上述两种生成物的分离也是利用溶解度的不同。NaCl溶液经蒸发浓缩再冷却，的溶解度受温度的影响不大，而K2Cr2O7的溶解度则显著下降，故先结晶出来。,1-5含铬废水的处理,在铬的化合物中，以的毒性为最大。铬酸盐能降低生化过程的需氧量，从而发生内窒息。它对胃、肠等有刺激作用，对鼻黏膜的损伤最大，长期吸入会引起鼻膜炎甚至鼻中隔穿孔，并有致癌作用。化合物的毒性次之，及金属铬的毒性较小。下面简述含铬废水的两种处理方法：（1）还原法（2）离子交换法,还原法,用FeSO4，
12、Na2SO3，Na2S2O3,N2H42H2O（水合肼）或含SO2烟道废气等作为还原剂，将Cr()还原成Cr()，再用石灰乳沉淀为Cr(OH)3除去。电解还原法用金属铁作阳极，Cr()在阴极上被还原成Cr()，阳极溶解下来的亚铁离子(Fe-2e-Fe2+)也可将Cr()还原成Cr() 。,铬在废水中常以阴离子或存在，让废水流经阴离子交换树脂进行离子交换。交换后的树脂用NaOH处理，再生后重复使用。交换和再生的反应式如下：2R4N+OH-+CrO4 2- （R4N）2CrO4+2OH-用NaOH溶液洗脱下来的高浓度CrO42-溶液，应回收利用。,交换,再生,离子交换法,小结,相同氧化态(Cr 3d54s1)和不同氧化态物种的转化如下:,Cr3+,Cr(OH)3,CrO2-,Cr2O72-,CrO42-,H+,OH-,OH-,H+,H+强氧化剂,H+还原剂,OH-,H+,OH-氧化剂,OH-强还原剂,
