2023高考化學(xué)復(fù)習(xí)熱門副族元素性質(zhì)

高考熱門副族元素

Pt、Fe、Mn、Cr、V、Ti的性質(zhì)

一、粕系元素

1.1特點(diǎn)VIII

RuRhPd

1.惰性，多以單質(zhì)形式存在。釘錯(cuò)鈿

OsIrPt

熔點(diǎn)通常較高

2.餓鉞柏

(Os：3318KPd：1825K)O

3.強(qiáng)的催化性能，合成氨用Ru催化劑。

4.強(qiáng)的吸氫能力，1體積Pt可溶1千體積H2,

Pd也是吸氫能手。

5.多變氧化態(tài)，Pt：+2、+4,0s：+6、+8o

1.2重要化合物

1.鹵化物及配合物

PtF6：強(qiáng)氧化劑

+

PtF6+02==[O2][PtF6]-

+

Xe+PtF6==[Xe][PtF6]~（橙黃色）

——第一個(gè)稀有氣體化合物

3Pt+4HNO3+18HC1==3H2[PtCl6]+4NO+8H2O

Na2Pte勾橙紅色晶體易溶于水和酒精

PdCl

PdCL的扁平鏈狀結(jié)構(gòu)

PdC12是常用的催化劑

PdCl2+CO+H2O==Pd；+CO2+2HCl

2.箱（II）—乙烯配位化合物

有關(guān)詳細(xì)內(nèi)容見8.2.3

3.氨配合物

PtC12（NH3）2為反磁性物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)為平面正方形。

/C1Cl\/NH3

反式Pt順式治療癌癥

X

C1/NH3

淡黃色〃=0棕黃色胖0

0.2577g/100gH0

0.0366g/100gH202

合成路線有多種，其中一種如下:

2K2[PtCl6]+N2H2?2HC1==2K2[PtCl4]+6HC1+N2

K2[PtCl4]+2NH4AC==cz5-Pt(NH3)2Cl2+2HAc+2KC1

二、鐵系元素

2.1概述

VIII

FeCoNi

3d64s23d74s23d84s2

價(jià)態(tài)：+2+3(+6)+2+3(+5)+2+3(+4)

鐵、鉆、鍥在+2、+3氧化態(tài)時(shí)，半徑較小，又有未充

滿的d軌道，使它們有形成配合物的強(qiáng)烈傾向，尤其是

co（ni）形成配合物數(shù)量特別多。

許多鐵、鉆、鍥合金是很好的磁性材料。

2.2氮氧化物

CO(OH)3Ni(OH)3氧化能力逐漸增加

CO(OH)2Ni(OH)2還原能力逐漸減弱

4Fe(0H)2+O2+2H2O——>4Fe(0H)3

Fe(OH)3+3HC1——>FeCl3+3H2O

2M(0H)2+。0一+H2O——>2M(0H)3+C「

2M(OH"+6HC1(濃)——>2MC12+C12+6H2O

M=Co,Ni

2.3鹽類

1.存在

Fe2+、Fe3+均穩(wěn)定FeC%在蒸氣中雙聚(FeCh)2

Co3+在固體中存在，在水中還原成Co2+。

Ni3+氧化性很強(qiáng)，難存在；Ni2+穩(wěn)定。

2.COC12-6H2O+HzSiO?變色硅膠。

COC12-6H2O產(chǎn)5K_COC12.2H2O

粉紅色紫紅

O-3-9--3-K

3636CC12-H2OCoCl2

"一藍(lán)紫藍(lán)色

3.FQ+的氧化性及水解性

‘Cu--------->Cu2++Fe2+

Fe3++<

Sn2+--------->Sn4++Fe2+

2++

Fe(H2<3)63+(淡紫)+%0=[Fe(H2O)5(OH)]+H3O&=10-3

+

++

H20=[Fe(H2O)4(OH)2]+H30

《=

同時(shí)發(fā)生縮合10—6.3

OH2HOH2

%。4―0、J—。氏鮑林的電中性原理--穩(wěn)

HO^I—OH2定的分子是每個(gè)原子的凈電

20HH0H2

2荷接近于零，或+1—1之間。

水解是分散電荷方式

2

4.高鐵酸鹽的制備及應(yīng)用[FeO4]

△

2（溶液中）

2Fe（0H）3+3C10-+40H-==2FeO4-+3Cl-+5H2O

△

（熔融）

Fe2O3+3KNO3+4KOH二2K2FeO4+3KNO2+2H2O

共熔

高鐵酸鹽在強(qiáng)堿性介質(zhì)中才能穩(wěn)定

存在，是比高鎰酸鹽更強(qiáng)的氧化劑。是

新型凈水劑，具有氧化殺菌性質(zhì)，生成

的Fe(OHh對(duì)各種陰陽離子有吸附作用，

對(duì)水體中的CN-去除能力非常強(qiáng)。

2+

2FeO4-+10H==2Fe3++（3⑵O2+5H2O

2.4配合物

1.NH3配合物

NHHONH3H20A不溶解

Fe2+32Fe(OH)2；

NH3H2O：-NH3H2OA不溶解

Co2+廠H3H20ACo(OH)Cl；NH3H20A2^.>CO(NH3)63-

cl

NHHONH3H2O2

32一>

Ni2+Ni2(OH)2SO4i_^1_>Ni(NH3)6^Ni(NH3)63-

CO（H2（D）62+穩(wěn)定性大于CO（H2（D）63+,

CO（NH3）62+穩(wěn)定性于CO（NH3）63+

2.CN-配合物

[Fe(CN)6]3-

(赤血鹽)

+2+3

K+Fe+Fe(CN)6-滕氏藍(lán)

KFe[Fe(CN)6]；

+3+4普魯士藍(lán)

K+Fe+Fe(CN)6-

普魯士藍(lán)結(jié)構(gòu)圖

Fe(CN)：-+1ci2>Fe(CN)[+C「

Fe(CN):-+20H-——>Fe(OH)2(s)+6CN-

Fe(CN)：一+3OH一——>Fe(OH)3(s)+6CN—

C02+a4Co(CN)2J-[CO(CN)]4--△

6H^o[CO(CN)6]3+H2T

Ni2+-^->Ni(CNhJ-

[Ni(CN)4p-

平面正方形

dsp2雜化，穩(wěn)定

3.猴基配合物

通常金屬價(jià)態(tài)較低如：Ni(C0)4，F(xiàn)e(C0)5，

H[CO(CO)4]>Fe(CO)2(NO)2

Fe系金屬與談基成鍵特征見8.2.1

很多過渡金屬均可形成黑基化合物，除單核外，還

可形成雙核、多核。見8.2.1

=VCrMnFeCo…Ni.JCuZn

Nb:MoRuRh:PdAgCd

Ta:WReOsIrjPtAuHg

多數(shù)默基化合物可直接合成:

325K

Ni+4C0==Ni(CO%(液態(tài))

2.02X104kPa

373-473K

Fe+5C0Fe(COb(液態(tài))

101.32kPa

△

其他方法：2COCO+2H+8CO==CO(CO)+2CO+2HO

32高壓2822

鍛基化合物熔、沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，受熱易分解成金屬與

COo此性質(zhì)用于提純金屬：使金屬形成默基化合物揮發(fā)，

與雜質(zhì)分離，再加熱分解得到金屬。

鍛基化合物有毒，Ni(CO)4吸入體內(nèi)后，CO與血紅素結(jié)

合，膠體鍥隨血液進(jìn)入全身器官。

4.其他配合物

Fe3+[Fe(NCS)〃]3-〃/3?6,鑒定Fe3+的靈敏反應(yīng)

2+SCN-

Co[CO(NCS)4]2-戊醇,丙酮等有機(jī)相穩(wěn)定，可鑒定Co2+

Fe3+與F-和PC^一的配合物FeF$3-和Fe(PO4)23一常用于分

析化學(xué)中對(duì)Fe3+的掩蔽。

Fe(II)與環(huán)戊二烯基生成

夾心式化合物Fe(C5H5)2，稱

為環(huán)戊二烯基鐵(俗稱為二

茂鐵。二茂鐵為橙黃色固體,

易溶于有機(jī)溶劑。

三、鎰分族

VIIB

3.1.概述錦Mn

WTc

鎰最重要礦是軟鎰礦；近年來在

銖Re

深海發(fā)現(xiàn)大量的鎰礦——錦結(jié)核。

(n-l)d5Z2S2

Mn是生物生長(zhǎng)的微量元素，是人體多種酶的核心成分,

是植物光合作用的不可缺少的部分。茶中鎰的含量較豐富。

所有鋼都含有Mn

作用：凈化劑Mn+S==MnS—防止生成FeS鋼變脆

Mn+02==MnO—防止冷卻鋼形成氣泡或沙孔

增加鋼的硬度：鎰鋼(12%?15%)

3.2鎰的元素電勢(shì)

1.507

I0.5642.260.951.51-1.19

23+2+

MnO4-------MnO4-------MnO2------Mn------Mn------Mn

1.6951.23

0.5640.60-0.200.1—1.55

e

EBMnO4-------MnO42-------MnO2------Mn(OH)3------Mn(OH)2------Mn

LMnC^-(墨綠)，Mn3+(櫻桃紅)可以發(fā)生歧化，酸性介質(zhì)中傾向大

反歧化反應(yīng)：3MM++2MnO4-==5MnO2+4H+

2.與耳。相差大：酸性介質(zhì)：氧化劑，

堿性介質(zhì)：把低價(jià)態(tài)氧化為高價(jià)

3.3Mn(II)的反應(yīng)

H+

Mn2+氧化劑》Mn。，-

①用Mn。是否好?不，C1-可被氧化，一般用M11SO4

②介質(zhì)用什么酸？H2so4、HNO3

3.4M11O2性質(zhì)及應(yīng)用

1.，性質(zhì)

MnO2+4HC1(M)=MnCl2+2H2O

383K

4MnO2+6H2sO4==2Mn2(SO4)3+6H2O+02

(Mnw可被HC1H2sO4還原為Mm)

2MnO2+4K0H+02=2K2MnO4+2H2O

2.用途

玻璃中作為脫色劑；在錦-鋅干電池中用作去極劑。

3.5Mn(VII)的性質(zhì)

△

2KMnO4==K2MnO4+MnO2+02T

+

4MnO4-+H==4Mn0+3O2T+2H2O

冷

2KM11O4+H2so4(濃)==K2SO4+Mn2O7+2H2O

油狀

介質(zhì)不同，還原產(chǎn)物不同綠色

23+2

rOH-*MnO4-+CO2(Fe,SO4-

3+2

22+>Mn02+CO2(Fe,SO4-)

Mn04-+C2O4-(Fe>SO32-)，H20

(3+2

H++CO2Fe,SO4-)

氧化劑，還原劑加入順序不同，產(chǎn)物也不同

（點(diǎn)擊右圖標(biāo)，觀看動(dòng)畫）

3.6由軟鎰礦制備KMnCU

軟鎰礦氧化劑K2MnO4

粉碎OH-A—>墨綠色

常用的氧化劑有。2、KNO3和KCIO3。反應(yīng)介質(zhì)為KOH或K2co3。

2MnO2+4KOH+O2==2K2MnO4+2H2O

3MnO2+6KOH+KClO3==3K2MnO4+KCl+3H2O

MnO2+K2CO3+KNO3==K2MnO4+KNO2+CO2T

有三種方法使K2M11O4轉(zhuǎn)化為KMnCU：

CO2或HAc酸化促進(jìn)歧化反應(yīng)：

3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3

電解：

陽極：2Mn(V--2e->2MnO4-

陰極：2H2(H2e-H2T+2OH-

總反應(yīng)：2K2MnO4+2H2。==2KMnO4+2KOH+H2$

Cb或NaClO氧化:

2K2MnO4+Cl2==2KMnO4+2KC1

輅分族

4.1存在VIB

輅在自然界存在銘Cr3d54sl

鋁Mo4d55sl

FeOCr2O3

或FeCrCU銘鐵礦鴇W5d46s2

輝鋁礦M0S2(Fe、Mn)WO4黑鋁礦CaW()4白鴇礦

4.2絡(luò)的氧化忐與形忐變化

Cr(II)：Cr2+

Cr(III)：Cr3+(酸性介質(zhì))

CrO2->[Cr(OH)4-](堿性介質(zhì))

2

Cr(VI)：Cr2O7-(酸性介質(zhì))

1.33V-0.41V-0.91V

23+2+

￡a°：Cr2O7-------------Cr------------Cr------------Cr

-0.13V-1.1V-1.4V

2

￡B°：CrO4-------------Cr(OH)3------------Cr(OH)2------------Cr

-1.2V

CrO2-------------

酸性介質(zhì)氧化性強(qiáng)，堿性介質(zhì)還原性強(qiáng)

222

堿HCrO4-+H2O

Cr2O7+SO4-2

性

介

質(zhì)

Br2

2

CrO4-+Br-

c3+OH，

Cr(0H)3j灰藍(lán)CrO2-[Cr(OH)4]

氧

還

化

原

劑

V

-2

r22H++2CrO4-

H+

3+

廠［一-------->Cr+I2+H20

3+；

H2s-------->Cr+S+H20

3+2

HSO--------->Cr+SO4-

CrO2-+H+<23

27Fe2+---------Cr3++Fe3+

3+

ci-______>Cr+Cl2

3+

NO2--------->Cr+NO3-

2

Cr2O7+C2H50H一(3盧+CH3coOH

4.3絡(luò)的雄濠鹽

+

AgAgzCrOJ磚紅H+

2-2+一黃2

Cr2O7+BaBaCrOJ--------->Ag++Cr2O7-

Pb2+PbCrOJ黃

4.4Cr(VI)的檢驗(yàn)

乙醛或戊醇

2+

Cr2O7-+4H2O2+2H

4.5Cr(VI)的綜合治理

Cr(VI)——>Cr(III)

-----或FeSCU-----------------

控制pH=6

Cr(OH)3|—2。3/綠

4.6同多酸與雜多酸

同多酸：由兩個(gè)或兩個(gè)以上簡(jiǎn)單含氧酸分子縮水而形成的酸

雜多酸：由兩種或兩種以上不同含氧酸分子縮水而形成的酸

7H2Moe)4H6Mo7O24+4H2CX仲鑰酸)

(NHaMc^C^ZHzO是一種微量化學(xué)肥料

H3[P(MO12O40)]——十二鋁磷酸

2+2+

12MOO4-+3NH4+HPO4-+23H==

(NH4)3[P(MOI204O)]-6H2OI+6H2O

H4[Si(W12O40)]酸度越大，聚合性度越大

H5[B(W12O40)]基本結(jié)構(gòu)單元：MoO6,WC)6八面體

抗腫瘤：6Z

[MO7O24]->[XMO6O24]-(X=I,Pt,Co,Cr)

具有體內(nèi)抗腫瘤活性且無細(xì)胞毒性

多酸化學(xué)已有百年的歷史，該領(lǐng)域相當(dāng)活躍，不斷合成出

新的化合物，是無機(jī)固體化學(xué)方向之一。

五、磯分族

VB

鈕鋼——堅(jiān)硬，韌

性好，抗腐蝕性好V鈕3d34s2

Nb鋸4d45sl

是工業(yè)重要催化劑

V2O5Ta105d36s2

、下，

__N_aO_H—Na3Vp0c4

V205

VO+6HC1==2VOC1+C1+HO

H2SO>■(VO2)2SO425222

離子色彩豐富：V2+紫、V3+綠、V02+蘭、

46

酸根極易聚合：V2O7-,、V10O28-pH下降，聚合

度增加，顏色從站包）一＞T深紅，放度足夠大時(shí)為

1/

六、鈦分族

IVB

6.1概述

鈦Ti

本族特征氧化態(tài)+4

錯(cuò)Zr

四川攀枝花機(jī)鈦鐵礦（FeTiO3）探

明儲(chǔ)量約15億噸。鈦是未來的鋼鐵：質(zhì)錯(cuò)Hf

輕，抗腐蝕，硬度大，是宇航、航海、(zrl)d277s2

化工設(shè)備等的理想材料。

鈦能與骨骼肌肉生長(zhǎng)在一起，稱為“生物金屬”。

鈦合金還有記憶功能（Ti—Ni合金）、超導(dǎo)功能

（Nb—Ti合金）和儲(chǔ)氫功能（Ti—Mn、Ti—Fe等）。

6.2主要性質(zhì)

Ti0S0

歲一HTiF+H4

262H2so4

TI<CA

濃TiCk(紫紅)+H2TTi02—Na2TiO3

^^^BaTiO+CO

Cu2+32

V

TiO2++CuCl；

TiCl4+H20==TiO2H2O+HC1

TiCl4+Zn==TiCl3+ZnCl2

2+2+

TiO+H2O2=[TiO(H2O2)]桔紅色，用來鑒定Ti

HO2