组长：褚鹏组员：张楠、王艳芳、李闯 陈建伟、张延山 l l1-1 1-1 铬铬铬铬l l1-2 1-2 铬的氧化物铬的氧化物铬的氧化物铬的氧化物和氢氧化物和氢氧化物和氢氧化物和氢氧化物l l1-3 1-3 铬盐铬盐铬盐铬盐l l1-4 1-4 铬酸盐和重铬酸盐和重铬酸盐和重铬酸盐和重铬酸盐铬酸盐铬酸盐铬酸盐l l1-5 1-5 含铬废水的含铬废水的含铬废水的含铬废水的处理处理处理处理 1-1 铬 铬在地壳中的主要矿物是铬铁矿铬在地壳中的主要矿物是铬铁矿[FeCr[FeCr2 2O O4 4] ]或或[FeO·Cr[FeO·Cr2 2O O3 3] ]，轴，轴晶系，晶体呈八面体，集合体常呈块状、粒状，半金属光泽晶系，晶体呈八面体，集合体常呈块状、粒状，半金属光泽 铬铁矿是岩浆作用形成的矿物，常产于超基性岩中，常与橄榄铬铁矿是岩浆作用形成的矿物，常产于超基性岩中，常与橄榄石共生，也见于砂矿中，是炼铬的主要原料石共生，也见于砂矿中，是炼铬的主要原料 我国的铬矿主要产于青海、甘肃和宁夏等地。
我国的铬矿主要产于青海、甘肃和宁夏等地1.1.存在存在西藏曲松县康金拉铬铁矿矿区西藏曲松县康金拉铬铁矿矿区 n n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 n n铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中含有质很稳定，不锈钢中含有12%12%以上的铬是最硬以上的铬是最硬的金属，在周期表中位于的金属，在周期表中位于VIBVIB族第一种元素在地族第一种元素在地壳中的丰度居壳中的丰度居2121位常见的铬化合物有六价的铬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；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铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素但铬（（VIVI）化合物有毒）化合物有毒n n铬和铝相似也因易形成一层氧化膜而钝化铬和铝相似也因易形成一层氧化膜而钝化 n铬的氧化物有CrO，Cr2 o3和CrO3，n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。
1.三氧化二铬和氢氧化铬三氧化二铬和氢氧化铬n n三氧化二铬（三氧化二铬（CrCr2 2O O3 3) ) Cr Cr2 2O O3 3为绿色晶体，不为绿色晶体，不溶于水，具有两性，溶于酸形成溶于水，具有两性，溶于酸形成Cr(III)Cr(III)盐，盐，溶于强碱形成亚酸铬盐（溶于强碱形成亚酸铬盐（CrOCrO2 2- -): ):n n CrCr2 2O O3 3+3H+3H2 2SOSO4 4 → Cr Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3H+3H2 2O On n Cr Cr2 2O O3 3+2NaOH +2NaOH → 2NaCrO2NaCrO2 2+H+H2 2O On nCrCr2 2O O3 3可由（可由（NHNH4 4) )2 2CroCro7 7加热分解制的加热分解制的：： （（NHNH4 4) )2 2CroCro7 7 → CrCr2 2O O3 3+N+N2 2+4H+4H2 2O O Cr Cr2 2O O3 3 常用作媒染剂、有机化合成的催化剂及常用作媒染剂、有机化合成的催化剂及油漆的染料（铬绿），也是冶炼金属铬和制油漆的染料（铬绿），也是冶炼金属铬和制取铬盐的原料。
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+6NaOH→2Cr(OH)3 +3Na2SO4Cr(OH)3具有明显的两性，在溶液中存在两种平衡：nCr3++3OH- →Cr(OH)3 → H++Cr（OH)4-(或写成CrO2-） 向向CrCr（（OHOH））3 3沉淀中加酸或加碱都会溶解：沉淀中加酸或加碱都会溶解： CrCr（（OHOH））3 3+3HCL → CrCL+3HCL → CrCL3 3+3H+3H2 2O OCrCr（（OHOH））3 3+NaOH→ NaCr(OH)+NaOH→ NaCr(OH)4 4显然，显然， Cr Cr（（OHOH））3 3 和和AlAl（（OHOH））3 3，，ZnZn（（OHOH））2 2类似，类似，它的溶解度与溶液的酸碱性有密切关系它的溶解度与溶液的酸碱性有密切关系 2.三氧化铬三氧化铬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 CrO3CrO3可有固体可有固体NaNa2 2CrCr2 2OO7 7和浓和浓和浓和浓HH2 2SOSO4 4经复分解得经复分解得经复分解得经复分解得Na2Cr2O7+H2SO4==2NaHSO4+ 2CrO3↓+H2OCrO3溶于碱生成铬酸盐溶于碱生成铬酸盐：： CrO3+2NaOH→Na2CrO4+H2O因此，被称为铬酸的酸酐，简称铬酐。
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：铬酐遇水能形成铬的两种酸：H H2 2CrOCrO4 4和其二聚体和其二聚体H H2 2CrCr2 2O O7 7前者在水中的解离为前者在水中的解离为H H2 2CrOCrO4 4≒≒H H+ ++HCrO+HCrO4 4- - K1=4.1 K1=4.1 (1)(1)HCrOHCrO4 4- -≒≒H H+ ++CrO+CrO4 42- 2- K2=10K2=10-5.9-5.9=1.3×10=1.3×10-6 -6 (2)(2)后者是强酸，第一步几乎完全解离，第二步解离常数后者是强酸，第一步几乎完全解离，第二步解离常数为为0.85(0.85(或或1010-0.07-0.07) )铬的两种酸在水中又互为平衡，即铬的两种酸在水中又互为平衡，即2HCrO2HCrO4 4≒≒CrCr2 2O O7 72-2-+H+H2 2O KO K3 3=10=102.22.2=1.58×10=1.58×102 2 (3)(3)(3)-2×(2)(3)-2×(2)得得 2CrO 2CrO4 42-2-+2H+2H+ +≒≒CrCr2 2O O7 72-2-+H+H2 2O KO K则则 K=c(Cr K=c(Cr2 2O O7 72-2-) ) ／／[c(CrO[c(CrO4 42-2-)])]2 2[c(H[c(H+ +)])]2 2 =10=101414 有上式可知：有上式可知：酸性酸性溶液中，溶液中，c(Crc(Cr2 2O O7 72-2-) )大，即大，即CrCr2 2O O7 72-2-占优势，颜色呈占优势，颜色呈 橙红；橙红； 碱性碱性溶液中，溶液中，c(CrOc(CrO4 42-2-) )大，即大，即CrOCrO4 42-2-占优势，溶液呈黄占优势，溶液呈黄 色；色；中性中性溶液中，溶液中，c(Crc(Cr2 2O O7 72-2-) ) ／／[c(CrO[c(CrO4 42-2-)])]2 2的值为的值为1 1，二者，二者 的浓度相等，呈橙色。
的浓度相等，呈橙色由于分子、分母的指数不同，由于分子、分母的指数不同，pHpH改变对二者浓度的影改变对二者浓度的影响也就不同响也就不同CrOCrO4 42-2-占二者浓度的千分之一时，占二者浓度的千分之一时，pHpH约为约为5.55.5；而；而CrCr2 2O O7 72-2-占千分之一时，占千分之一时，pHpH约为约为10.0.10.0.考虑到两种考虑到两种酸的第一步解离均较大，当酸有一定浓度时，其酸的第一步解离均较大，当酸有一定浓度时，其pHpH都都远小于远小于5.55.5，故，故CrOCrO3 3溶于水后主要应形成溶于水后主要应形成CrCr2 2O O7 72-2-或或HCrHCr2 2O O7 7- -，而不是，而不是CrOCrO4 42-2-,HCrO,HCrO4 4- -或或H H2 2CrOCrO4 4 常见的铬常见的铬(Ⅲ)(Ⅲ)盐有盐有：：三氯化铬三氯化铬(CrCl(CrCl3 3·6H·6H2 2O,O,绿色或紫色绿色或紫色) )、、硫酸铬硫酸铬[Cr[Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3·18H·18H2 2O,O,紫色紫色] ]、、铬钾矾铬钾矾[KCr(SO[KCr(SO4 4) )2 2·12H12H2 2O,O,蓝紫色蓝紫色] ]。
它们都易溶于水，水合离子它们都易溶于水，水合离子[Cr(H[Cr(H2 2O)O)6 6] ]3+3+不仅存在于溶液中，也存在于上述化不仅存在于溶液中，也存在于上述化合物的晶体中合物的晶体中 Cr3+除了与H2O形成配合物外，与Cl-,NH3,CN-,SCN-,C2O42-等都能形成配合物，例如，[CrCl6]3-,[Cr(NH3)6]3+,[Cr(CN)6]3-等，配位数一般为6.下面对三氯化铬做一下介绍： 三氯化铬是常见的三氯化铬是常见的Cr(Ⅲ)Cr(Ⅲ)盐，为暗绿色晶体，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，在铬酐剂等制备时，在铬酐(CrO(CrO3 3) )的水溶液中慢的水溶液中慢慢加入浓慢加入浓HClHCl进行还原，当有氯气味时说明反进行还原，当有氯气味时说明反应已经开始：应已经开始： 2CrO 2CrO3 3+H+H2 2O→HO→H2 2CrCr2 2O O7 7 H H2 2CrCr2 2O O7 7+12HCl→2CrCl+12HCl→2CrCl3 3+3Cl+3Cl2 2↑+7H↑+7H2 2O O由于由于E E⊙ ⊙值相近，上述氧化还原反应不容易进行值相近，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彻底，需加入乙醇或蔗糖等有机物促进反应进行。
进行铬酸为强氧化剂铬酸为强氧化剂，能引起有机物剧烈，能引起有机物剧烈分解甚至着火，故需注意安全分解甚至着火，故需注意安全 1-4铬酸盐和重铬酸盐铬酸盐和重铬酸盐 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铬酸盐和重铬酸盐的性质差异表现在：表现在：n n氧化性n n溶解度 氧化性氧化性Cr(Cr(Ⅵ)Ⅵ)盐只有在酸性时，或者说以盐只有在酸性时，或者说以CrCr2 2O O7 72-2-的形式存在时，才表的形式存在时，才表现出强氧化性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：进行例如：K K2 2CrCr2 2O O7 7+6FeSO+6FeSO4 4+7H+7H2 2SOSO4 4→Cr→Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+K+K2 2SOSO4 4+7H+7H2 2O OK K2 2CrCr2 2O O7 7+3Na+3Na2 2SOSO3 3+4H+4H2 2SOSO4 4→Cr→Cr2 2(SO(SO4 4) )3 3+3Na+3Na2 2SOSO4 4+K+K2 2SOSO4 4+4H+4H2 2O OK K2 2CrCr2 2O O7 7+14HCl→2CrCl+14HCl→2CrCl3 3+3Cl+3Cl2 2+2KCl+7H+2KCl+7H2 2O O 溶解度溶解度n n重铬酸盐大多易溶于水，而铬酸盐中除K+,Na+,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：料和化学试剂，以下做重点讨论：n n性质和用途n n制备 性质与用途性质与用途铬酸钠(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(Na2Cr2O7)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(CrO4Fe(CrO2 2) )2 2+8Na+8Na2 2CrOCrO3 3+7O+7O2 2 →8Na→8Na2 2CrOCrO4 4+2Fe+2Fe2 2O O3 3+8CO+8CO2 2经水浸、经水浸、除渣、溶液调PH至7～8，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Na2Cr2O4·2H2O晶体。
若制备Na2CrO4·2H2O，只需加入H2SO4酸化即可：2Na2CrO4+H2SO4→Na2Cr2O7+Na2SO4+H2OK2CrO4的工业制法与钠盐相似，只是在分解铬铁矿时，将Na2Cr2O7改为K2CO3即可K2Cr2O7也可由Na2Cr2O7与KCl进行复分解制得：Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7+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 在铬的化合物中，以的毒性为最大铬酸盐能降低在铬的化合物中，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、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：简述含铬废水的两种处理方法：（（1 1）还原法）还原法（（2 2）离子交换法）离子交换法 还原法还原法用用用用FeSO4FeSO4，，，，Na2SO3Na2SO3，，，，Na2S2O3,N2H4·2H2ONa2S2O3,N2H4·2H2O（水（水（水（水合肼）或含合肼）或含合肼）或含合肼）或含SO2SO2烟道废气等作为还原剂，将烟道废气等作为还原剂，将烟道废气等作为还原剂，将烟道废气等作为还原剂，将Cr(Ⅵ)Cr(Ⅵ)还原成还原成还原成还原成Cr(Ⅲ)Cr(Ⅲ)，再用石灰乳沉淀为，再用石灰乳沉淀为，再用石灰乳沉淀为，再用石灰乳沉淀为Cr(OH)3Cr(OH)3除去。
除去电解还原法用金属铁作阳极，电解还原法用金属铁作阳极，Cr(Ⅵ)在阴极上在阴极上被还原成被还原成Cr(Ⅲ)，阳极溶解下来的亚铁离子，阳极溶解下来的亚铁离子(Fe-2e-→Fe2+)也可将也可将Cr(Ⅵ)还原成还原成Cr(Ⅲ) 铬在废水中常以阴离子或存在，让废水流经阴离铬在废水中常以阴离子或存在，让废水流经阴离铬在废水中常以阴离子或存在，让废水流经阴离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子交换树脂进行离子交换交换后的树脂用子交换树脂进行离子交换交换后的树脂用子交换树脂进行离子交换交换后的树脂用NaOHNaOH处处处处理，再生后重复使用交换和再生的反应式如下：理，再生后重复使用交换和再生的反应式如下：理，再生后重复使用交换和再生的反应式如下：理，再生后重复使用交换和再生的反应式如下：2R2R4 4NN++OHOH- -+CrO+CrO4 4 2- 2- ⇋ ⇋ ⇋ ⇋ （（（（R R4 4NN））））2 2CrOCrO4 4+2OH+2OH- -用用NaOH溶液洗脱下来的高浓度溶液洗脱下来的高浓度CrO42-溶溶液，应回收利用液，应回收利用。
交换 再生 相同氧化态相同氧化态(Cr 3d(Cr 3d5 54s4s1 1) )和不和不同氧化态物种的转化如下同氧化态物种的转化如下: :Cr3+Cr(OH)3CrO2-Cr2O72-CrO42-H+OH-OH-H+H+强氧化剂强氧化剂H+还原剂还原剂OH-H+OH-氧化剂氧化剂OH-强还原剂强还原剂 。