铬、锰及其化合物的性质(精)

2773B4322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，＋2EA0/VCrO2-1.33Cr3+-0.41Cr2+-0.91CrE0/VCrO2--0.13Cr(OH)-1.1Cr(OH)-1.4Cr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Cr2O2－；在碱性介质中，＋6氧化态稳定（CrO42－）。Cr2O3和Cr（OH）显两性。Cr3+(紫色）OH-H+Cr(OH)3（灰蓝色）OH-H+[Cr(OH)4－（绿色）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：2CrO42-+2H+Cr2O72-+HO(黄色)（橙红色）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，＋2Mn2＋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＋-0.74]A42B4428227422Mn2++5NaBiO3+14H+5Na++5Bi3++2MnO-+7HO碱性介质：Mn2++2OH-Mn(OH)2(白色沉淀）42O2MnO(OH)(棕色）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－E0/VMnO4-0.56MnO2-2.26MnOE0/VMnO-0.56MnO2-0.60MnOMnO42－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Cr3++3OH-(紫色）Cr(OH)3（灰蓝色）Cr(OH)3+3HClCrCl3+3H2OCr(OH)3+NaOHNa[Cr(OH)4]（绿色）+H2O2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42-+8H2O2CrO42-+2H+Cr2O72-+HO(黄色)（橙红色）（2）Cr3＋的性质2Cr3++3S2O2-+7HO=CrO2-+6SO2-+14H+①Cr(OH)3的生成和两性223227427242Cr3++3OH-(紫色）Cr(OH)3（灰蓝色）Cr(OH)3+3HClCrCl3+3H2OCr(OH)3+NaOHNa[Cr(OH)4]（绿色）+H2O②[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-+8H2O2[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+8H2O2CrO42-+2H+Cr2O72-+HO(黄色)（橙红色）CrO2－＋2Ba2＋＋HO＝2BaCrO（黄色）＋2H＋（4）Cr（III）的水解2Cr3＋＋3S2－＋6H2O＝2Cr（OH）↓（灰绿色）＋3HS↑（5）CrO2－和CrO2－的转化2CrO42-+2H+Cr2O72-+HO(黄色)(6)重铬酸盐与铬酸盐的溶解性（橙红色）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。CrO2－＋2Ba2＋＋HO＝2BaCrO（黄色）＋2H＋2724Cr2O72－＋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22CrO42-+2H+Cr2O72-+HO(黄色)（橙红色）4H2O2＋Cr2O2－＋2H＋＝2CrO5＋5H2O（有机相显蓝色）74CrO5＋12H＋＝4Cr3++7O2＋6H2O（9）CrO3的生成与性质K2Cr2O7＋H2SO4（冷、浓）＝CrO3（橙红色）＋K2SO4＋H2OCrO3,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＋2H2O2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+KSO4+2H2SO44MnO4－＋4H+＝4MnO2＋2H2O＋3O24MnO4－＋4OH－＝4MnO42－（绿色）＋2H2O＋O22MnO4－＋MnO2＋2H2O=3MnO42－（绿色）＋4H+3MnO42－（绿色）＋4H+=2MnO4－＋MnO2＋2H2O（2）Mn（II）化合物的性质①Mn(OH)2的生成和性质Mn2++2OH-(浅红）Mn(OH)2+2HClMn(OH)2+NaOH2Mn(OH)2+O2Mn(OH)2(白色沉淀）MnCl2+2H2O2MnO(OH)2(棕色）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+O22↓↓②Mn（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MnO-比较困难。4酸性条件下，需要NaBiO、PbO、SO2-等强氧化剂在硝酸溶液中氧化Mn2+3228到MnO-：42Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO-+5Bi3++5Na++7HO422Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++5HO2介质不能用盐酸，因为Cl-有还原性；Mn2+的量不能太大，否则：2MnO-+3Mn2++2HO=5MnO+4H+422在碱性条件下容易被氧化NaClO+MnSO+2NaOH=MnO4↓+NaSO+NaCl+HO生成棕黑色物质③MnS的生成和性质2242MnS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HS2溶液无沉淀生成。MnS能溶于稀酸，MnS还能溶于HAc溶液。④Mn（II）的鉴别2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO-+5Bi3++5Na++7H42O（无色―紫红色）（3）Mn（IV）的生成和性质2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+KSO+2HSO424MnO+NaSO+HSO=MnSO+NaSO+HO223244242（4）Mn（VI）化合物的生成与性质2MnO－＋MnO＋2HO=3MnO2－（绿色）＋4H+4224MnO2－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。43MnO42－＋2H2O＝2MnO4－＋MnO2↓＋4OH－3MnO2－4＋4H+=2MnO－4＋MnO＋2HO22（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。2