完整版第十八章-铬锰钛钒.doc

(完整版)第十八章铬、锰、钛、钒
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第十八章铬、锰、钛、钒
一、教学要求：
1。掌握过渡元素的价电子构型的特点及其元素通性的关系。
2.掌握重要过渡元素钛、钒、铬和锰的单质及化合物的性质和用途;一般了解同多酸、杂多酸的知识。
3。了解第二、三过渡系元素性质的递变规律。
4。了解钛、钨的冶炼原理。
二、重点与难点
重点:掌握第四周期Ti、V、Cr、Mn金属元素氧化态、最高氧化态氧化物及其水合物的酸碱性、氧化还原稳定性、水合离子及其含氧酸根颜色等变化规律。掌握过渡元素的价电子构型特点及其与元素通性的关系。
难点：过渡元素的价电子构型特点及其与元素通性的关系，第二、三过渡系元素性质的递变规律。
三、精选例题解析
1。d区元素原子的电子能级是(n-1)d〉ns，但氧化时首先失去的是ns轨道上的电子，这是因为（）.
能量最低原理不适用于离子的电子排布
次外层d轨道的电子是一整体，不能部分丢失
生成离子或化合物时，各轨道的能级顺序是可以变化的
只有最外层s轨道电子才能参与成键
答:在多电子原子中,由于屏蔽效应和钻穿效应使轨道能级出现了（n-1）d>ns和能级交错现象，因此在进行核外电子填充时,首先填充ns轨道,后填充(n-1)d轨道，但原子在失去电子时，由于(n-1）d电子云分布在ns电子云里,ns电子云就不能再屏蔽（n-1)d电子了，于是电子能级顺序又发生变化,即(n—1)d〈ns,所以原子失电子时，首先失去ns电子，再失去d电子(d电子可部分或全部参与成键）。正确答案为C。
2。在酸性介质中使Mn2+离子氧化为MnO4—离子应选用的氧化剂为(）.
A。PbO2B.K2Cr2O7C.NaBiO3D.H2O2
答:因为在酸性介质中，Mn2+是稳定的，只有在高酸度的热溶液中,与强氧化剂反应，才能使Mn2+氧化为MnO4-，所以应选用的氧化剂为PbO2或NaBiO3。正确答案为A、C.
3.按下列要求填空：
答:若使Al3+、Fe3+、Cr3+、Ni2+进行分离，主要掌握它们的不同点:
(1)与适量氨水作用，都可生成氢氧化物，而与过量氨水作用时，Cr3+和Ni2+可形成氨配合物，而Al3+和Fe3+则不能被氨配合.
（2)与过量NaOH作用，Al（OH）3和Cr(OH)3可溶解,而Fe（OH）3和Ni(OH）2则不具有两性,不能溶解。
(3）与氧化剂作用，只有Cr（Ⅲ)→Cr(Ⅵ)，而Fe（Ⅲ）、Al(Ⅲ）、Ni(Ⅱ）遇氧化剂则不可能形成高价离子。

4。已知：

Fe3+Fe2+，当用KMnO4在酸性介质中氧化Fe2+时，若KMnO4过量会发生什么现象？根据锰元素的电势图加以解释。
答:根据电极电势分析，由于（MnO4-/Mn2+)〉(Fe3+/Fe2+）,所以当KMnO4在酸介质中氧化Fe2+时，首先发生的反应是：
MnO4—+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
(MnO4—/MnO2）==1.69V
(MnO4-/MnO2)〉（MnO4—/Mn2+），若KMnO4过量时，可发生如下反应:
2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+
5.根据实验现象，写出有关化学反应方程式：
（1)四氯化钛暴露在空气中会发烟；
（2）在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,再加溴水；
答：(1)TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl
(2)Cr2（SO4）3+6NaOH=2Cr（OH)3↓+3Na2SO4
Cr（OH）3+NaOH=NaCrO2+2H2O
2NaCrO2+3Br2+8NaOH=6NaBr+2Na2CrO4+4H2O
6。试讨论过渡元素的下列性质(1)原子电子层结构的特点；(2)氧化态的表现,各族元素的最高氧化态稳定性变化规律；(3)原子半径的变化;(4）主要的物理性质。
答:(1）它们的共同特点是都具有未充满的(n—1)d轨道（Pd除外），最外层也仅有1—2个电子，因而它们原子的最外两个电子层都是未充满的，所以过渡元素价电子层结构通常为（n—1)d1～9ns1～2。
(2)过渡元素在形成化合物时总是先失去最外层的两个s电子,而表现为+2氧化态,由于次外层(n—1)d轨道能量与最外层ns轨道能量相近，且(n-1)d轨道还没有达到稳定结构，所以有时（n-1）d电子也可部分或全部作为价电子参加成键形成多种氧化态，从+2依次递增到与族数相近的最高氧化态，各族元素最高氧化态稳定性变化规律是同一族中从上向下高氧化态趋向于比较稳定。
（3)各周期中随原子序数的增加,原子半径依次减小，但变化得很慢，到了各周期过渡元素的末尾才稍为增大;各族中从上至下原子半径增大，但第5，6周期同族元素的原子半径却很接近（由于镧系收缩的影响而引起的)。
(4)