金属铬的制备

1. 工业制法:

    工业上常以铬铁矿为原料，先制得Na2Cr2O7。然后用热碳还原法制得三氧化二铬(Cr2O3)，Cr2O3经铝热法还原，即可制得金属铬。

        Na2Cr2O7 + 2C Cr2O3 + Na2CO3 + CO↑

        Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3

    也可以Na2CrO4和Na2S为原料，使之反应，先生成Cr(OH)3，然后加热Cr(OH)3，使它充分分解产生Cr2O3，最后也用铝热法制得金属铬。
    另一种方法是电解铬盐溶液(如CrCl3)制备金属铬.

　

三氧化二铬的制备

1. 工业制法:

    工业上常用的制备方法如下。

 1) 热分解法：将重铬酸氨或铬酸酐(CrO3)加热分解，制得色泽较暗的Cr2O3。

        (NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2↑+ 4H2O

 2) 还原法：将铬酸钾(或Na2Cr2O7)与硫磺(或NH4Cl)以一定的比例混合，置于反应炉内点燃：

        K2Cr2O7 + S Cr2O3 + K2SO4

    产物经湿磨、热水洗涤、压滤成含水约30~35%的膏状滤饼。滤饼经573K干燥、冷却、粉碎，即可得到六方晶系或无定型的深绿色Cr2O3成品。上述废液中含有有毒的Cr(VI)离子。一般需将Cr(VI)离子转化成Cr(OH)3沉淀的方法处理废水。

 3) 工业上也常将含铬废液(如含硫酸铬或氧化铬)经氨水或碱液中和生成Cr(OH)3，加热Cr(OH)3，使之分解成Cr2O3，或用金属铬在氧气中燃烧，直接生成的Cr2O3。

　

氢氧化铬的制备

    由Cr(Ⅲ)盐溶液与适量碱溶液(如NaOH或氨水)直接反应制得氢氧化铬：

        Cr2(SO4)3 + 6NaOH 2Cr(OH)3 + Na2SO4

　

硫酸铬的制备

    在浓硫酸的冷溶液中，加入Cr2O3可制得紫色的硫酸铬Cr2(SO4)3·18H2O，同时伴随有绿色硫酸铬Cr2(SO4)3·6H2O和桃红色的无水硫酸铬。

        3H2SO4 + Cr2O3 + 15H2O Cr2(SO4)3·18H2O

　

铬钒的制备

    若将Cr2(SO4)3与碱金属的硫酸盐(如K2SO4)反应，则可制得紫色或暗紫红色、八面体结晶的铬钾钒KCr(SO4)2·6H2O。
    工业上也可用有机物还原法或二氧化硫还原法来制备。前者以K2Cr2O7为原料，经硫酸酸化后，与蔗糖等有机物反应，静置，使生成物缓慢结晶，分离出晶体，经冷水洗涤、低温干燥，即得成品。

      8K2Cr2O7 + 32H2SO4 + C12H22O1116KCr(SO4)2·12H2O + 12CO2 + 31H2O

    而SO2还原法是利用K2Cr2O7与SO2及H2SO4混合液反应的方法制备的。

        K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 + 11H2O 2KCr(SO4)2·12H2O

　

三氧化铬的制备

    将K2Cr2O7(或Na2Cr2O7)和浓硫酸加入钢制反应器中，混和，加热熔融，即可制得暗红色的针状晶体CrO3(又名铬酐)。

        K2Cr2O7 + 2H2SO4 2CrO3↓+ 2KHSO4 + H2O

    上法称为硫酸法，工业上也可将CaCl2加入Na2CrO4溶液中，经反应制得CaCrO4，经洗涤后，用硫酸分解，产物经分离、浓缩后，即可获得成品CrO3。
    CrO3也可用硝酸分解Na2CrO4直接制得或用氟硅酸分解Na2Cr2O7方法制备：

        Na2Cr2O7 + H2SiF6 2CrO3 + Na2SiF6 + H2O

　

重铬酸钠的制备

1. 工业制法:

    工业上一般均以铬铁矿为原料，先制得铬酸钠，然后转化成重铬酸钠。现以硫酸法为例，介绍Na2Cr2O7的工业制备方法。
    将含Al2O3，MgO及SiO2等杂质的铬铁矿[Fe(CrO2)2]粉碎后，与纯碱(Na2CO3)，白云石(CaCO3，MgCO3)混合，送入回转窑中，在1273~1423K下氧化焙烧，使铬转化成可溶性的铬酸盐：

      4Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3 + 7O2 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2

    熔块状生成物经冷却粉碎后，用水浸取，并调节pH=7~8，获得包含杂质NaAlO2，Na2SiO3等的溶液。经过滤除铁、铝等杂质后的中性滤液，又经蒸发，并进入酸化器。在酸化器中，用理论量100%~102%的H2SO4酸化，使Na2CrO4转化成Na2Cr2O7。 
  2Na2CrO4+2H2SO4Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O

Na2Cr2O7的生产工艺流程

    由于Na2Cr2O7的溶解度比Na2SO4大，因此溶液经多次重复蒸发，可完全除去Na2SO4。然后澄清，除去不溶性杂质，澄清液在303~313K时结晶，形成橙红色单斜晶形或针状的Na2Cr2O7结晶，流程见上图.

　

重铬酸钾的制备

1. 工业制法:

    工业上常用复分解法、铬铁矿熔烧法、铬矿的碳酸钾或苛性钾焙烧法等多种方法制备重铬酸钾。最常用的是复分解法。该法以Na2Cr2O7为原料。将Na2Cr2O7溶液稀释并加热，加入KCl(含量>90%)，在378K至383K下进行复分解反应：

        Na2Cr2O7 + 2KCl K2Cr2O7 + 2NaCl

    生成的产物中加入少量的NaClO3，并用NaOH调节溶液的pH值为5~6。加入少量的Al2(SO4)3，使杂质絮凝并澄清除去。清液经冷却、结晶、分离、洗涤和干燥后，即可得到橙红色的三斜晶体。产物中的K2Cr2O7和NaCl的分离，是利用两者的溶解度随温度变化的规律不同的特征而达到。从溶解度曲线可知：NaCl的溶解度几乎不随温度变化，而K2Cr2O7在低温时，溶解度较低(如273K时溶解度为4.6g/100gH2O)。随着温度的升高，溶解度会迅速上升。如温度达373K时，溶解度为94.1g/100gH2O。因而，利用先升高温度，后降低温度的措施，可使混合液中析出无水的K2Cr2O7晶体。

　

钼、钨的氧化物的制备

    将钼酸铵与HCl反应，即可生成钼酸，加热焙烧产物，即得白色粉状的三氧化钼，熔点1070K。

        (NH4)2MoO4 + HCl H2MoO4 + 2NH4Cl

H2MoO4

MoO3 + H2O

    若在钨酸钠溶液中加入盐酸，则可生成钨酸沉淀，将沉淀加热脱水，即可生成淡黄色、粉状的三氧化钨，熔点1450K。
          Na2WO4 + HCl H2WO4 + 2NaCl
          H2WO4 WO3 + H2O

　

钼酸、钨酸的制备

      钼酸盐H2MoO4·H2O(黄色)H2MoO4(白色)

钨酸盐

{

H2WO4（黄色）

H2WO4·xH2O(胶体)(白色)H2WO4(黄色)