铬,锰及其化合物的相关性质的实验报告.doc

铬,锰及其化合物得相关性质
1、 了解铬与锰得各种常见化合物得生成与性质.ﻫ２、 掌握铬与锰各种氧化态之间得转化条件。ﻫ3、 了解铬与锰化合物得氧化还原性及介质对氧化还原性产物得影响。
１、 铬ﻫ　 在酸性条件下，用锌还原Ｃr3+或Ｃｒ２Ｏ72－,均可得到天蓝色得Cr２+ﻫ　　　 　２Cr3＋ ＋ Ｚn = ２Cr2＋ + Ｚｎ2+
　 Ｃr2O72－ + 4Zn + 14H+ ＝ 2Cr２+ ＋ 4Zn2＋ ＋　7H2Oﻫ 　灰绿色得Cｒ(OH）3呈两性：ﻫ 　Ｃr(OＨ）3 ＋ 3H+ ＝ Cr3+ ＋ 3H2Ｏ
　　　　　 Cr（OH)3 +　OH— ＝ ［ＣrＯＨ）４］－(亮绿色)ﻫ　　向含有Cｒ3+得溶液中加入Na2S并不生成Cr2S3，因为Cr2S3在水中完全水解:ﻫ　　 　　　2Ｃr3＋ + 3S2－ ＋ 6H2O　＝ 2Ｃr（OＨ）3 + 3Ｈ2Ｓﻫ 　在碱性溶液中，[Cr(OH）４]－具有较强得还原性，可被H2O２氧化为CrO42—：
　　 　　2［Cr(ＯH)4］- ＋ ３H2O２ + 2OH－ ＝ 2CrO４2— ＋　８H２Oﻫ　　但在酸性溶液中,Cｒ３+得还原性较弱,只有象K２Ｓ2O8或KMnO4等强氧化剂才能将Cｒ３＋氧化为Cr２O７2—: ﻫ　 　　 　２Cr3＋ ＋ 3S2Ｏ８2— + 7H2O　= Cr2O7２— + ６SO4２— ＋　14H+ﻫ　 在酸性溶液中，Ｃr2Ｏ72-就是强氧化剂，例如：ﻫ 　 　　　Ｋ2Cr2Ｏ７ + １4ＨＣl（浓)＝ 2CrCl３ + ３Cl２ ＋　2ＫCl +　７H2Oﻫ 　重铬酸盐得溶解度较铬酸盐得溶解度大,因此,向重铬酸盐溶液中加Ａg+、Ｐb＋、Ba2＋等离子时，通常生成铬酸盐沉淀,例如：ﻫ 　 Cｒ２O72— + 4Ag+ + Ｈ2O　= 2Ag2CｒO4（砖红色）　+　2H+ﻫ　 　 　Cr2O７2— ＋ 2Ba２+ + H2O =　2ＢaＣｒO4（黄色） ＋ 2H+
　 在酸性溶液中,Cr２O72—与H2O２能生成深蓝色得加合物CrO5,但它不稳定,会很快分解为Cr3＋与O2。若被萃取到乙醚或戊醇中则稳定得多。主要反应为：
　 　　 　Ｃr２O72- + 4H2O２ + 2H＋ =　２CrO（O２)2（深蓝) + 5H2Ｏ
　CｒO(O2）2 +　（C2H5）2O = CrＯ(Ｏ2）２ （C２H5）2O（深蓝）
　 4CｒO（O2）２ + 12Ｈ+ =　4Cr3＋ +　7O2 + 6H2Oﻫ 　此反应用来鉴定Cr(Ⅵ)或Cr（Ⅲ）.
ﻫ2、　锰
　 Mn（ＯH）2易被氧化ﻫ　 　Mn2+ + ２OH－ ＝ Mn（OH)2（s）(白色）
　 　　2Ｍｎ（OH）2 + O2 = ２MｎO(ＯH)2（s）(棕色）ﻫ　　在浓硫酸中,MnSO４与KMnO4反应可生成深红色得Mn3+（实际就是硫酸根得配合物）:ﻫ　　　　　　MnO4－ + 4Mn2＋ + ８H+ = 5Mn3+ ＋ 4H２Oﻫ 　Mn3＋可存在于浓硫酸中，若酸度降低,则Ｍn３+歧化为Mn2+与MｎO2：
　 　 　2Ｍn3+ ＋ ２H2O = Mｎ2+ ＋ MnO２(ｓ）＋ 4H＋ﻫ 在中性或近中性得溶液中，ＭｎO4-与Ｍｎ2+反应生成MnＯ2：
　　 　 2ＭnＯ4- ＋ ３Ｍn2+ + 2Ｈ2O　＝　5MnO2(ｓ）＋ ４H＋
　 在酸性介质中，MnO２就是较强得氧化剂,本身被还原为Mn2+:ﻫ 　　 ２MnＯ2 ＋　2H2SO4（浓）　2MnSO4 + Ｏ2 + 2Ｈ2O
　 　 MnO2 + 4ＨＣl（浓)　MnCl2 + Ｃl２ + 2H2Oﻫ 　后一反应用于实验室中制取少量氯气。
　在强碱性溶液中,MnO4—能发生下列反应，生成浅蓝色得不稳定得MnＯ3－，并放出氧气:ﻫ　 　 ２MnO４- ＝ 2ＭnO3— ＋　Ｏ２
　 ＭnO3-进一步歧化反应：
　　　　2MnO3— ＝ ＭnO42- + MnO2
　　在强碱条件下，强氧化剂能把MnO２氧化成绿色得ＭnO４2－
　 　　 2MnO４- ＋　MnO2 +　4OＨ- = 3ＭｎO42— ＋ 2H２Oﻫ　　MnO４2-只在强碱性(pH〉13、５）溶液中才能稳定存在,在中性或酸性介质中，MnO４２-发生歧化反应:ﻫ　　 　３MnO42－ ＋　4H+ = 2ＭnＯ4－ + MnO2 ＋ ２Ｈ2Oﻫ　　在有硝酸存在下,Mｎ2+可被NaBiO3或PｂO2氧化成ＭnO4-,例如：
　　　 　５NａＢiＯ3 + 2Mn2+ ＋ 1４H+ ＝ 2MnO4— ＋ 5Bｉ3＋ + 5Na+ 7H2Ｏ
1、　铬得化合物得性质ﻫ（1）Cr2+得生成
在１mLCrＣl3(０、1ｍol·L-1）溶液中加入1mＬＨCl（６moｌ·L—1)溶液,再加少量锌粉，微热至有大量气体逸出，观察溶液得颜色由暗绿变为天蓝色.用滴管将上部清液转移到另一支试管中，在其中加入数滴浓ＨNO３,观察溶液得颜色有何变化？写出反应方程式。ﻫ（2)氢氧化铬得生成与酸碱性ﻫ 　用CrＣｌ3（0、1mｏl·L-１)溶液与ＮaOH(2mｏｌ·Ｌ—1）溶液生成Cr（OH）3，检验它得酸碱性。
(3）Cr（Ⅲ)得还原性
a、 在ＣｒCl３（0、1mol·L—1)溶液中加入过量得ＮaＯH(2mｏｌ·Ｌ－１)溶液使呈亮绿色，再加入H2O２(3％)溶液，微热,观察溶液颜色得变化，写出反应方程式。ﻫ 　b、　在Cr２(SO４）3(0、1mol·L—１)溶液中加少量得K2Ｓ2O8（s）,酸化,加热，观察溶液颜色得变化,写出反应方程式。
（4)Cｒ3+在Na2S溶液中得完全水解
　 在Cr2(ＳO4）3（０、1ｍol·L—1）溶液中加Na２Ｓ(0、1ｍol·L－1）溶液有何现象（可微热）？怎样证明有H2Ｓ逸出？写出反应方程式。ﻫ(５)CrＯ42—与Cr2Ｏ72－得相互转化
a、 在K2ＣrO4（0、1mol·Ｌ－1）溶液中逐滴加入Ｈ2SO4(2moｌ·L—１）溶液，然后逐滴加入ＮａOH(2mｏl·L－１)，观察溶液颜色得变化.
　ｂ、　在两支试管中分别加入几滴K２ＣrO４(0、１mol·L—1）溶液与几滴Ｋ2Cｒ2O７（0、１moｌ·L－１)溶液，然后分别滴入Pｂ(NO3）2（0、1mol·L—１）溶液,比较两试管中生成沉淀得颜色。解释现象，写出反应方程式。ﻫ c、 用AgＮＯ3（０、1moｌ·L－1)溶液代替Pb(ＮO3)2溶液,重复1（5)b实验。ﻫ(6）Cr（Ⅵ)得氧化性ﻫ　 a、　在K2Cr2O7（0、1ｍoｌ·Ｌ-1）溶液中滴加H2Ｓ溶液（饱与），有何现象？写出反应方程式.ﻫ　 b、 取少量K2Cr２O7（s),加入1０滴浓HCｌ，加热,检查逸出得气体并观察溶液颜色得变化。写出反应方程式。ﻫ（７)Cｒ３+得鉴定ﻫ　 取5滴含有Ｃr３＋得溶液，加入过量得NaＯH（６moｌ·L-1)溶液,使溶液呈亮绿色，然后滴加H2O2(３％)溶液,微热至溶液呈黄色，待试管冷却后，再补加几滴H2O2与0、5mL戊醇(或乙醚)慢慢滴入HNO3（６mol·L-1）溶液,摇荡试管,戊醇层中出现深蓝色,表示有Cｒ3+存在。写出各步反应方程式.ﻫﻫ2、 锰得化合物得性质ﻫ（1)Mn（OH)２得生成与性质
　　在3支试管中各加入０、5mL得MnSO４（0、1ｍol·Ｌ－1）溶液,再分别加入NaＯH(２ｍｏｌ·L－１)溶液至有白色沉淀生成;在两支试管中迅速检查Mn（ＯH）２得酸碱性；另一支试管在空气中振荡,观察沉淀颜色得变化。解释现象,写出反应方程式。ﻫ（２)MｎS得生成与性质ﻫ 　在ＭｎSO4(0、1ｍoｌ·L－１)溶液中滴加H２S溶液(饱与)，有无沉淀生成？再向试管中加ＮH3·Ｈ２O(2mｏl·Ｌ-1）溶液，摇荡试管，有无沉淀生成？
（３)Mｎ3+得生成与性质
　　取5滴MnSO4(0、５moｌ·L－1)溶液加两滴浓H2SO４，用冷水冷却试管，然后加３～５滴KMnＯ4(0、０１moｌ·L－1）溶液,有何现象？将所得得溶液用Na２CO３(１moｌ·L－1)中与，使pＨ值升高,则Mｎ3＋歧化为Ｍn２＋与ＭnＯ2。
(4)MnO2得生成与性质
　 ａ、 将KＭｎO4（0、０1mol·L—１）溶液与MnＳＯ4(0、5ｍoｌ·L-1）溶液混合后，就是否有MｎO２沉淀生成?ﻫ　　b、 用ＭｎO2与浓ＨCl制备氯气，(见实验六中四、2（１）ｂ）ﻫ（5）MnＯ３－得生成与性质ﻫ　 取1ｍＬＮaOＨ(4０%)溶液于试管中，加2－３滴KMnO4（0、01mol·L—１）溶液,摇荡试管,观察溶液颜色变化,再滴加H２SO4（1 moｌ·Ｌ－1)溶液，又有何现象发生?
（6)MnO42－得生成何性质ﻫ　　在2mLKＭnO4(0、01moｌ·L－１）溶液中加入1mLＮaＯＨ(40%)溶液，再加少量得MnO2固体，加热,搅拌，沉降片刻，观察上层清液得颜色。取清液于另一支试管中，用稀Ｈ2SO4酸化后有何现象？为什么?
(7)溶液得酸碱性对MnＯ4—还原产物得影响
　　在三支试管中分别加入5滴KMnO4（０、0１moｌ？ L-1）溶液，再分别加入5滴H2ＳO4(2　mol·L-1)溶液、NａOH(6ｍol·L－1)溶液与H2O，然后各加入几滴Na2SO3(０、1moｌ·L－１）溶液。观察各试管中发生得变化，写出有关反应得方程式.ﻫ（8)Mn2+得鉴定ﻫ　 取两滴MnＳO4（０、1mol·L－1）溶液与数滴HNO３（6mｏl·L-1)溶液,加少量得NaBiＯ3（ｓ)，摇荡试管，静置沉降,上层清液呈紫红色,表示有Ｍn2+存在。ﻫ（９）Mn2＋与Cｒ3＋得分离与鉴定
　　某溶液中含有Mn２+与Cr3+，试分离与鉴定之，并写出分离步骤与有关反应方程式。
＊ 废液与固体废弃物倒入指定容器中。