实验17 铬、锰、铁、钴、镍
重点讲内容;:
性质
铬: 《天大》P410—P414 铁;P423—427
锰; P418—421 钴;P423—427
镍;P423—427
一.实验目的;
1、掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。
2、掌握铬、锰重要氧化钛之间的转化反应及其条件
3、掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质
4、掌握锰、铬、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性
5、学习Cr3+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+
…… …… 余下全文
实验八、铬、锰、铁、钴、镍
Chromium, Manganese, Iron, Cobalt,Nickel
实验学时:3 实验类型:验证性
实验所属实验课程名称:大学基础化学实验-1
实验指导书名称:无机化学实验讲义
相关理论课程名称:大学基础化学-1
撰稿人:谢亚勃 日期:2004.11.8
一、目的与任务:
本实验属验证性实验,是过渡元素教学过程中的一部分,对本科生进行这部分的理解和探索能力的培养方面有重要的作用。本实验将一部分课堂教学外的知识,放在实验课堂上进行研究。使学生在获得课堂知识的基础上,进一步探索元素及化合物的其它重要性质和反应,巩固和加深理解课堂上所学基本理论和基本知识;使学生受到观察实验现象,研究实验问题,总结实验结果及基本技能的训
练,培养学生具有观察问题和分析问题的能力、严谨的科学态度、实事求是的作风、勇于创新的精神。
二、内容、要求与安排方式:
1、实验项目内容 通过过渡元素性质的验证,对混合液设计分离鉴定方案,并通过实验对实验元素的性质进行总结。
2、实验要求要求通过实验加深对重要过渡元素和其化合物性质的理解,掌握定性分析的原理和方法,掌握过渡元素和化合物性质的重要递变规律。
…… …… 余下全文
铬,锰及其化合物的相关性质
1. 了解铬和锰的各种常见化合物的生成和性质。
2. 掌握铬和锰各种氧化态之间的转化条件。
3. 了解铬和锰化合物的氧化还原性及介质对氧化还原性产物的影响。
1. 铬
在酸性条件下,用锌还原Cr3+或Cr2O72-,均可得到天蓝色的Cr2+
2Cr3+ + Zn = 2Cr2+ + Zn2+
Cr2O72- + 4Zn + 14H+ = 2Cr2+ + 4Zn2+ + 7H2O
灰绿色的Cr(OH)3呈两性:
Cr(OH)3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2O
Cr(OH)3 + OH- = [Cr(OH)4]-(亮绿色)
向含有Cr3+的溶液中加入Na2S并不生成Cr2S3,因为Cr2S3在水中完全水解:
2Cr3+ + 3S2- + 6H2O = 2Cr(OH)3 + 3H2S
在碱性溶液中,[Cr(OH)4]-具有较强的还原性,可被H2O2氧化为CrO42-:
2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42- + 8H2O
但在酸性溶液中,Cr3+的还原性较弱,只有象K2S2O8或KMnO4等强氧化剂才能将Cr3+氧化为Cr2O72-:
2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O = Cr2O72- + 6SO42- + 14H+
在酸性溶液中,Cr2O72-是强氧化剂,例如:
K2Cr2O7 + 14HCl(浓)= 2CrCl3 + 3Cl2 + 2KCl + 7H2O
重铬酸盐的溶解度较铬酸盐的溶解度大,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:
Cr2O72- + 4Ag+ + H2O = 2Ag2CrO4(砖红色)+ 2H+
Cr2O72- + 2Ba2+ + H2O = 2BaCrO4(黄色)+ 2H+
在酸性溶液中,Cr2O72-与H2O2能生成深蓝色的加合物CrO5,但它不稳定,会很快分解为Cr3+和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 + 6H2O
此反应用来鉴定Cr(Ⅵ)或Cr(Ⅲ)。
2. 锰
Mn(OH)2易被氧化
Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2(s)(白色)
2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO(OH)2(s)(棕色)
在浓硫酸中,MnSO4与KMnO4反应可生成深红色的Mn3+(实际是硫酸根的配合物):
MnO4- + 4Mn2+ + 8H+ = 5Mn3+ + 4H2O
Mn3+可存在于浓硫酸中,若酸度降低,则Mn3+歧化为Mn2+和MnO2:
2Mn3+ + 2H2O = Mn2+ + MnO2(s)+ 4H+
在中性或近中性的溶液中,MnO4-与Mn2+反应生成MnO2:
2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2(s)+ 4H+
在酸性介质中,MnO2是较强的氧化剂,本身被还原为Mn2+:
2MnO2 + 2H2SO4(浓) 2MnSO4 + O2 + 2H2O
MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2 + 2H2O
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,生成浅蓝色的不稳定的MnO3-,并放出氧气:
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氧化成绿色的MnO42-
2MnO4- + MnO2 + 4OH- = 3MnO42- + 2H2O
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:
3MnO42- + 4H+ = 2MnO4- + MnO2 + 2H2O
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
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各种氧化态的锰之间的转化
一、摘要
针对锰的氧化态多样,颜色变化丰富的特点,我们讨论了多种氧化态锰之间的转化,并对影响转化的实验条件进行了具体分析,经过查阅文献资料,我们得出了锰的各种氧化态的性质和锰在各种氧化态之间转化的原理以及反应条件对其的影响。
二、前言
锰是一种多氧化态的金属元素,有二价,三价,四价,六价,七价五种常见氧化态。在生活中具有广泛应用,研究它各种氧化态之间的相互转化对工业生产具有重大意义,是推动我国冶金工业的关键。在上次的实验中,我们进行了锰二价、四价、六价和七价之间的相互转化和反应。发现对于同一个氧化态的锰在不同的条件下发生了不同的反应,于是我们针对这一现象进行了深入探讨。
三、内容
1、通过自由能来解释
在酸性溶液中
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第14章过渡元素(二)铬锰铁钴镍
【内容】 14.1 铬及其化合物
14.2锰及其化合物
14.3铁系元素
【要求】
1.
2.
14.1 铬及其化合物
14.1.1铬
铬,银白色,是周期系ⅥB族的第一种元素,由于Cr 原子可以提供 6 个价电子,金属键强,故硬度及熔沸点均高,铬是硬度最高的金属。铬在自然界中以铬铁矿存在,分子式为 Fe(CrO2)2 (或FeO.Cr2O3)。 铬的电极电势虽然很低(φ AθCr2+/Cr =-0.91V),但它表面易形成氧化膜,从而降低了它的活泼性,常温下Cr不溶于硝酸及王水。
由于铬的机械强度好,且有抗腐蚀性能,被用于钢铁合金中,含铬12%以上的钢称为不锈钢。许多金属表面镀铬,防锈, 光亮。铬是人体必需的微量元素,但铬(Ⅵ)化合物有毒。
铬原子的价电子构型是3d54s1,能形成多种氧化值的化合物,如+1,+2,+3,+4,+5,+6,其中以+3,+6两类化合物最为常见和重要。
14.1.2铬的氧化物和氢氧化物
三氧化二铬和氢氧化铬
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第十三章 过渡元素 (二)
铬 锰 铁 钴 镍
第一节 铬及其化合物
第二节 锰及其化合物
第三节 铁 钴 镍
第一节 铬及其化合物
1.1 铬单质
1.2 铬的化合物
1.3 铬盐
1.4 含个废水的处理
1.1铬单质
1.铬分族(VIB):Cr Mo W
2. 价电子构型:(n-1)d4~5ns1~2
3. 铬以铬铁矿Fe(CrO2)2的形式存在
4. 单族的获得方式如下:
单质铬的性质
(1) 铬元素的电势图
1.33 -0.41 -0.91
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实验六 铁、钴、镍的性质
一、实验目的
1、 试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质;
2、 试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。
二、实验原理
铁、钴、镍常见氧化值:+2和+3 另外 Fe还有+6
1、Fe2+、Co2+、Ni2+的还原性
(1)酸性介质
Cl2 + 2Fe2+(浅绿)=2Fe3+(浅黄)+2Cl-
(2)碱性介质
铁(II)、钴(II)、镍(II)的盐溶液中加入碱,均能得到相应的氢氧化物。
Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化,往往得不到白色的氢氧化亚铁,而是变成灰绿色,最后成为红棕色的氢氧化铁。Co(OH)2也能被空气中的氧气慢慢氧化。
…… …… 余下全文
第十三章 过渡元素 (二)
铬 锰 铁 钴 镍
第一节 铬及其化合物
第二节 锰及其化合物
第三节 铁 钴 镍
第一节 铬及其化合物
1.1 铬单质
1.2 铬的化合物
1.3 铬盐
1.4 含个废水的处理
1.1铬单质
1.铬分族(VIB):Cr Mo W
2. 价电子构型:(n-1)d4~5ns1~2
3. 铬以铬铁矿Fe(CrO2)2的形式存在
4. 单族的获得方式如下:
单质铬的性质
(1) 铬元素的电势图
1.33 -0.41 -0.91
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