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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。

三、实验内容
1．Cr的化合物
（1）选择适当的试剂，完成Cr化合物的转化

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+ ＝ 4MnO2 ＋ 2H2O ＋ 3O2
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
（2）Mn（II）化合物的性质
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-等强氧化剂在硝酸溶液中氧化Mn2+到MnO4-：
2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O
2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++5H2O
介质不能用盐酸，因为Cl-有还原性；Mn2+的量不能太大，否则：
2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+
在碱性条件下容易被氧化
NaClO+MnSO4+2NaOH=MnO2↓+Na2SO4+NaCl+H2O 生成棕黑色物质
③ MnS的生成和性质
MnS沉淀的生成的条件：[Mn2+][S2-]>3×10－13
碱性条件下加硫化铵或者硫化钠，可以生成肉色的MnS沉淀，使用饱和H2S溶液无沉淀生成。MnS能溶于稀酸，MnS还能溶于HAc溶液。
④ Mn（II）的鉴别
2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O（无色―紫红色）
（3）Mn（IV）的生成和性质
2KMnO4+ 3MnSO4 + 2H2O = 5MnO2↓ + K2SO4 + 2H2SO4
MnO2+Na2SO3+H2SO4=MnSO4+Na2SO4+ H2O
（4）Mn（VI）化合物的生成与性质
2 MnO4－ ＋MnO2 ＋ 2H2O = 3 MnO42－ （绿色） ＋4H+
MnO42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。
3 MnO42－ ＋ 2H2O＝2 MnO4－＋MnO2↓ ＋ 4OH－
3 MnO42－ ＋4H+ = 2 MnO4－ ＋MnO2↓ ＋ 2H2O
（5）KMnO4的性质
热稳定性差，通常保存在棕色瓶中
4MnO4－ ＋4H＋ ＝ 4MnO2 ＋ 2H2O ＋ 3O2
四、注意事项
CrO3具有强氧化性且有毒，与酒精接触着火，要注意安全。