实验七、八 铬、锰、铁、钴、镍.doc

实验9 铬、锰及其化合物的性质 一、实验目的 掌握铬、锰主要氧化态化合物的性质。 二、实验原理 1、铬及其化合物的性质 Cr 价电子构型：3d54s1 ，VIB族，常见的氧化态为＋6，＋3，＋2 在酸性介质中，＋2氧化态具有强的还原性，＋6氧化态具有氧化性，Cr3＋的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr2O72－；在碱性介质中，＋6氧化态稳定（CrO42－）。 Cr2O3和Cr（OH）3显两性。 铬（VI）最重要的化合物为K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O72－和CrO42－存在下列平衡： 在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-可以被过氧化氢氧化为CrO42－。在酸性溶液中CrO42－转变为Cr2O72－。Cr2O72－与过氧化氢反应能生成深蓝色的CrO5，由此可以鉴定Cr3＋。 2、Mn 价电子结构3d54s3 ，VIIB族，常见的氧化态为＋6，＋7，＋4，＋3，＋2 Mn2＋在酸性溶液中的稳定性大于在碱性溶液中： 酸性介质：只有很强的氧化剂（铋酸钠、二氧化铅）才能氧化Mn2＋ 碱性介质： Mn（IV）化合物重要的是MnO2，在酸性溶液中具有氧化性。 Mn（VI）化合物重要的是MnO42－，Mn（VII）化合物重要的是MnO4－ MnO42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。 2Cr3+ + 3H2O2 +10OH- = 2CrO42- + 8H2O 2Cr3++3S2O82-+7H2O=Cr2O72-+6SO42-+14H+ （2）Cr3＋的性质 ① Cr(OH)3的生成和两性 ② [Cr(OH)4]- 加热水解性 [Cr(OH)4]- + H2O = Cr(OH)3 (灰蓝色) ＋ OH－ （3）Cr（III）的还原性及鉴定 2Cr3+ + 3H2O2 +10OH- = 2CrO42- + 8H2O 2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 +2OH- = 2CrO42- + 8H2O Cr2O72－ ＋ 2Ba2＋ ＋ H2O ＝ 2BaCrO4（黄色）＋ 2H＋ （4）Cr（III）的水解 2Cr3＋ ＋ 3S2－ ＋ 6H2O ＝ 2Cr（OH）3↓（灰绿色） ＋ 3H2S↑ （5）Cr2O72－和CrO42－的转化 (6)重铬酸盐与铬酸盐的溶解性 在重铬酸盐溶液中分别加入银离子，铅离子，钡离子等，能生成相应的溶解度较小的铬酸盐沉淀。 Cr2O72－ ＋ 2Ba2＋ ＋ H2O ＝ 2BaCrO4（黄色）＋ 2H＋ Cr2O72－ ＋ 2Pb2＋ ＋ H2O ＝ 2PbCrO4（黄色）＋ 2H＋ Cr2O72－ ＋ 4Ag＋ ＋ H2O ＝ 2Ag2CrO4（砖红色）＋ 2H＋ （7）Cr2O72－的氧化性（酸性介质） Cr2O72－ ＋ 3S2－ ＋ 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O + 3S↓ Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 不能用盐酸酸化，因为氯离子有还原性。 （8）过铬酸的生成――Cr（VI）的鉴定 4H2O2 ＋ Cr2O72－ ＋ 2H＋＝ 2CrO5 ＋ 5H2O（有机相显蓝色） 4CrO5 ＋ 12H＋＝ 4Cr3+ + 7O2 ＋ 6H2O （9）CrO3的生成与性质 K2Cr2O7 ＋ H2SO4 （冷、浓）＝CrO3 （橙红色）＋ K2SO4 ＋ H2O CrO3,强氧化剂，铬酸酸酐，不稳定，受热分解，遇酒精着火 2．Mn的化合物 （1）选择合适的试剂，完成转化实验 MnO2 ＋ 4HCl ＝ MnCl2 ＋ Cl2 ＋ 2H2O 2KMnO4+ 3MnSO4 + 2H2O = 5MnO2↓ + K2SO4 + 2H2SO4 4 MnO4－ ＋ 4H ＝ 4MnO ＋ 2H2O ＋ O2 4 MnO4－ ＋ 4OH－ ＝ 4MnO42－ （绿色） ＋ 2H2O ＋ O2 2 MnO4－ ＋MnO2 ＋ 2H2O = 3 MnO42－ （绿色） ＋4H+ 3 MnO42－ （绿色） ＋4H+= 2 MnO4－ ＋MnO2 ＋ 2H2O ① Mn(OH)2的生成和性质 Mn(OH)2溶于硫酸，氯化铵水溶液。不稳定 Mn(OH)2 + H2O2 → MnO2 + 2H2O 注：MnO2在HNO3中溶解不显著，在酸性溶液中用 H2O2还原可提高溶解性，反应如下： MnO2 + H2O2 + 2H+ → Mn2+ + 2H2O + O2 ② Mn（II）离子的氧化（碱性介质） Mn2+在酸性介质中比较稳定要将其氧化为MnO4-比较困难。酸性条件下，需要NaBiO3、PbO2、S2O82