实验17-铬锰铁钴镍.doc

1、实验 17 铬、锰、铁、钴、镍重点讲内容;:性质铬： 天大P410P414 铁；P423427锰； P418421 钴； P423427镍；P423427一实验目的；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+二实验原理;铬、锰、铁、钴、镍是周期系第？周期第 VIBVIII 族 元素，它们都是能形成多种氧化值的化合物。铬的重要氧化值为+3 和+6 ；锰的重要氧化值为 +2 +4

2、+6 +7; 铁、钴、镍的重要氧化值是+2 +3.Cr(OH)3 是两性的氢氧化物。Mn（OH ） 2 和 Fe（OH） 2 都很容易被空气的 O2 氧化，Cr（OH） 2 也能被空气中的 O2 慢慢氧化。由于 Co3+和 Ni3+都具有强氧化性。Co（OH） 3 和 Ni（OH） 3 与浓盐酸反应，分别生成 Co（ II）和 Ni（II）的盐在碱性条件下，用强氧化剂氧化得到。例；2Ni2+ + 6OH- + Br2 =2Ni（OH） 3（s） + 2Br-Cr3+和 Fe3+都易发生水解反应。Fe3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成 Fe2+在酸性溶液中，Cr 3+和 MN2+的还原性

3、都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为 CrO72-和 MnO4-在酸性条件下，利用 Mn2+和 NaBiO3 的反应可以鉴定 Mn2+，例；2Mn2+ +5NaBiO3 +14H+ =2MnO4- + 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O (HNO3 介质)在碱性溶液中，Cr（OH） 4-可被 H2O2 氧化为 CrO42-Cr3+ + 4OH- Cr(OH)4-2Cr(OH)4- + H2O2 + 2OH- 2CrO42- + 8H20 （碱性介质）R 酸与 CrO42-生成有色沉淀的金属离子均有干扰在酸性溶液中，CrO 42-转变为 Cr2O72-. Cr2O72-与 H2O2 反

4、应生成深蓝色的 CrO5.此可鉴定 Cr3+在重铬酸盐溶液中，分别加入 Ag+、Pb 2+、Ba 2+等。能生成相应的铬酸盐沉淀则：CrO72- + 2Ba2+ H+ + H2O BaCrO4 + 2H+Cr2O92-和 MnO4-都具有强氧化性。酸性溶液中 CrO72-被还原为 Cr3+.MnO4-在酸性、中性、强碱性溶液中的还原产物分别为 Mn2+、MnO 2 沉淀和 MnO42-。MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2OMnO4- + 2H2O +5e = MnO2 + 4OH-在碱性溶液中，MnO 4-与 MnO2 反应也能生成 MnO42-2MnO4- + 2Mn

5、O2 + 4OH- = MnO4- + 2H2O在酸性甚至中性溶液中，MnO 4-歧化为 MnO4-和 MnO24MnO4- + 4H+ = 4MnO2 + 3O2 + 2H2O在酸洗溶液中，MnO 2 也是强氧化剂。MnS、FeS 、CoS、NiS 都能溶于稀酸，MnS 还能溶于 HAc 溶液这些硫化物需要在弱碱性溶液中制得。生成 CoS 和 NiS 沉淀，由于晶体结构改变而难溶于稀酸铬、锰、铁、钴、镍都能形成多种配合物。Co2+和 Ni2+能与过量的氨水反应分别能生成Co(NH 3)62+和Ni(NH 3)62+一、 锰铬铁钴镍氢氧化物的生成和性质步骤 现象 反应式结论与解释灰绿色蓝紫色亮

6、绿色白色橙色CrCl3 + 3NaoH Cr(OH)3 + NaClCr3+ + 3OH- Cr(OH)3Cr(OH)3 + 3HCl CrCl 3 + 3H2OCr3+ 3H+ Cr 3+ + 3H2OCr(OH)3 + 4(OH)- Cr(H2O)4- + Cr(H2O)63+MnSO4+2NaOH Mn(OH) 2Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2Mn(OH)2 +O2(空气 ) Mn(OH)2 + 2H2O2Mn(OH)2+O2 2MnO(OH)2Mn(OH)2+ H2SO4 MnSO4Cr(OH)3 难溶于水，具有两性参 P411Cr(OH)3 难溶于水，可溶于酸生成Cr(H 2

7、O)63+,可溶于碱生成Cr(H 2O)4-1参 P419碱性中生成 Mn(OH)2,Mn(OH) 2在空气中不稳定过速氧化生成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期稳定，用强氧化剂 Mn2+被氧化白色红棕色测定溶解粉红色褐色测定溶解Fe2+ + 2OH- Fe(OH)24Fe(OH)2+ O2(空气)+2H 2O 4Fe(OH)3 Fe(OH)2 + 2H+ Fe2+ + 2H2OCo2+ + 2OH- Co(OH)2Co(OH)2+O 22CoO(OH) Co(OH)2 +2H+ Co 2+ H2O参 P424Fe(OH)2 很不稳定，易被氧化，生得白色 Fe(OH)2后即被空气氧化成Fe(O

8、H)3,在酸性介质中，较稳定参 P424比 Fe(OH)2 稳定，但在空气中缓慢被氧化生成CoO(OH) 苹果绿色红棕色沉淀溶解褐色蓝色Ni2+ + 2OH- Ni(0H)2Fe3+ + 3OH- FeO（OH） + H2OFeO(OH) +3H + Fe3+ 2H2OFeO(OH) + HCl FeCl3 + 3H2OFeO(OH)+3O Fe(OH)63+Co(OH)2 + Br2 + 2OH- CoO(OH) + 2Br- + 2H2O2CoO(OH) + 6HCl 2CoCl 2 + Cl2 + 4H2O2I- + Cl2 I2 + 2Cl-Ni(OH)2 稳定，不会被空气氧化，Fe(

9、OH)2、Co(OH) 2、Ni(OH)2 还原性依次增强， 参 P424易溶于酸溶于热且高浓度碱CoO(OH)可氧化盐酸，放出氯气二、Cr(III)的还原性和Cr3+的鉴定黄绿色黄色兰色橙红色Cr3+ +3OH-Cr(OH) 3 + OH-Cr(OH) 4-Cr(OH)4- + 3H2O + 2OH-2Cr 42- + 8H2O 2CrO42- + Cr 2O72-Cr2O72- +4H2O2 2CrO 5此可鉴定 Cr3+在碱性中氧化值为+3 价的Cr(OH)4-有较强的还原性，而被中强氧化剂氧化为：CrO 42-在强氧化剂中，氧化为：CrO5(稳定)在乙醚或戊醇中稳定（在 CrO5中含有

10、过氧基CrO(O2)会会不断缓解成Cr3+,并放出氧。 ）步骤 现 象 反应式 结论或解释三、CrO 42-和 CrO72-的相互转化 铬酸盐、重铬酸盐在溶液中存在平衡移动重铬酸盐大都易溶于水黄橙红无变化浅黄色柠檬色2CrO42- +CrO 72- + H2OCrO72- + 2Ba2+ +H2O 2BaCrO 4 + 2H+Cro42- + 2Ba2+ H2O + 2H+ BaCrO4 + 2H+CrO72-+ Ba2+ + H2O +H+BaCrO 4 + 2H+铬酸盐多难溶于水四、CrO 72-、MnO 4-、Fe 3+的氧化性与Fe2+的还原性在酸性介质中具有强氧化性介质不同其产物也不

11、同黄色沉淀析出无变化黑色沉淀CrO72- + 3H2S + 8H+2Cr 3+3S + 7H2O2MnO2- + 5FeSO4MnSO 4 + 5Fe3+ + 3H2O2Fe3+ + Sn2+ Fe2+ + SO42-2MnO4- + MnSO4 5MnO2+ SO42-2MnO4- + 2MnO2 MnO 42-+ 2H2O4MnO4- + 4H+ 4MnO2+ 3O2 + 2H2O在强碱性溶液中，生成MnO42-在酸性甚至近中性溶液中MnO4-转化为 MnO4-和MnO2步骤 现象 反应式 结论或解释五、锰铬铁钴镍硫化物的性质灰绿色肉色白色沉淀溶解溶于稀酸Cr(SO4)3 + NaS Cr

12、(OH)3 + H2SMnSO4 + H2S MnS + NH3H2O Mn(OH) 2Mn(OH)2 + 2H+ Mn2+ + H2OFe3+ + H2S FeSFe2+ + H2S FeSMnS、Fe 、CoS 、NiS 均溶于？MnS 还能溶于 HAc 溶液不溶” ”不溶” ”不溶” ”Co2+ + H2S CoSNi + H2S NiS六、铁钴镍的配合物蓝色蓝色土黄红棕色蓝或绿蓝鲜红色K4Fe(CN)6 + FeCl3 KFe(CN)6Fe K+ + Fe3+ + Fe(CN)64-KFe(CN) 6Fe (普鲁士蓝 )K+ + Fe2+ + Fe(CN)33- KFe(CN) 6Fe

13、CoCl + NH4Cl + NH3H2O Co(NH) 62+Co(NH 3)63+CoCl2 + KSCN + 丙酮 Co(SNC) 42-NiSO4 + NH3H2O Ni(NH3)62+Ni(NH3)62+ + 丁二酮肟（用来鉴定 Ni+）Fe2+溶液中加赤血盐溶液Fe3+溶液加黄血盐溶液均可生成兰色沉Co2+ 与反应式Co(NCS) 42-Co(NCS)42-在水浴中不稳定，可生成粉红色Co(H 2O)62+Ni2+在过量氨水中可生成比较稳定的Ni(NH3)62+二铬锰铁钴镍氢氧化物的生成和性质步骤 现象 反应式 结论与解释灰绿色蓝紫色亮绿色白色橙色CrCl3 + 3NaoH Cr(

14、OH)3 + NaClCr3+ + 3OH- Cr(OH)3Cr(OH)3 + 3HCl CrCl 3 + 3H2OCr3+ + 3H+ Cr 3+ + 3H2OCr(OH)3 + 4(OH)- Cr(H2O)4- + Cr(H2O)63+MnSO4 + 2NaOH Mn(OH)2Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2Mn(OH)2 + O2 Mn(OH)2 + 2H2O2Mn(OH)2+ O2 2MnO(OH)2Mn(OH)2 + H2SO4 MnSO4Cr(OH)3 难溶于水，具有两性参 P411Cr(OH)3 难溶于水，可溶于酸生成Cr(H 2O)63+,可溶于碱生成Cr(H 2O)4-

15、1参 P419碱性中生成 Mn(OH)2,Mn(OH) 2在空气中不稳定过速氧化生成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期稳定，用强氧化剂 Mn2+被氧化白色红棕色沉淀溶解粉红色褐色沉淀溶解Fe2+ + 2OH- Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2(空气 ) + 2H2O 4Fe(OH)3Fe(OH)2 +2H+ Fe 2+ 2H2OCo2+ + 2OH- Co(OH)2Co(OH)2+O 22CoO(OH) Co(OH)2 + 2H+Co 2+ + H2O参 P424Fe(OH)2 很不稳定，易被氧化，生得白色 Fe(OH)2后即被空气氧化成 Fe(OH)3,在酸性介质中，较稳定比 Fe(

16、OH)2 稳定，但在空气中缓慢被氧化生成CoO(OH) 苹果绿色红棕色测定溶解褐色蓝色Ni2+2OH- Ni(0H)2Fe3+ + 3OH- FeO（OH） + H2OFeO(OH) +3H + Fe3+ + 2H2OFeO(OH) +HCl FeCl 3 + 3H2OFeO(OH)+3OH - Fe(OH)63+Co(OH)2 + Br2 + 2OH- CoO(OH)+ 2Br- + 2H2O2CoO(OH) + 6HCl 2CoCl 2+ Cl2 + 4H2O2I- + Cl2 I2 + 2ClNi(OH)2 稳定，不会被空气氧化，Fe(OH)2、Co(OH) 2、Ni(OH) 2还原性依

17、次增强， 参 P424易溶于酸溶于热且高浓度碱CoO(OH)可氧化盐酸，放出氯气二、Cr(III)的还原性和Cr3+的鉴定在碱性中氧化值为+3 价的黄绿色黄色兰色橙红色Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 + OH-Cr(OH) 4-Cr(OH)4- +3H2O+ 2OH-2Cr 42- + 8H2O2CrO42- + Cr 2O72-Cr2O72-+4H2O22CrO 5此可鉴定 Cr3+Cr(OH)4-有较强的还原性，而被中强氧化剂氧化为：CrO42-在强氧化剂中，氧化为：CrO5(稳定)在乙醚或戊醇中稳定（在 CrO5中含有过氧基CrO(O2)会会不断缓解成Cr3+,并放出氧。 ）步骤

18、 现 象 反应式 结论或解释三、CrO 42-和 CrO72-的相互转化铬酸盐、重铬酸盐在溶液中存在平衡移动重铬酸盐大都易溶于水黄橙红无变化浅黄色（柠檬色）2CrO42- + CrO72- + H2OCrO72- + 2Ba2+ +H2O 2BaCrO 4 + 2H+Cro42- + 2Ba2+ + H2O + 2H+ BaCrO4+ 2H+CrO72-+ Ba2+ + H2O +H+BaCrO 4+ 2H+铬酸盐多难溶于水四、CrO 72-、MnO 4-、Fe 3+的氧化性与 Fe2+的还原性在酸性介质中具有强氧化性黄 沉淀析出无变化CrO72- + 3H2S + 8H+2Cr 3+ + 3

19、S + 7H2O2MnO2- + 5FeSO4MnSO 4 +5Fe3+ 3H2O2Fe3+SnFe 2+ SO42-2MnO4- + MnSO4 5MnO2 + SO42-2MnO4-+ 2MnOMnO 42- + 2H2O4MnO4-+4H+ 4MnO2 + 3O2 + 2H2O介质不同其产物也不同在强碱性溶液中，生成 MnO42-在酸性甚至近中性溶液中MnO4-转化为 MnO4-和 MnO2步骤 现象 反应式 结论或解释五、锰铬铁钴镍硫化物的性质灰绿色肉色白色沉淀溶解溶于稀酸Cr(SO4)3 + NaS Cr(OH)3 + H2SMnSO4 + H2S MnS + NH3H2O Mn(O

20、H) 2Mn(OH)2 + 2H+ Mn2+ + H2OFe3+ + H2S FeS（黑）MnS、Fe 、CoS 、NiS 均溶于？MnS 还能溶于 HAc 溶液不溶” ”不溶” ”不溶” ”Fe2+ + H2S FeS（黑）Co2+ + H2S CoS（紫）Ni2+ + H2S NiS（黑）六、铁钴镍的配合物Fe2+溶液中加赤血盐溶液Fe3+溶液加黄血盐溶液均可生成兰色沉淀Co2+ 与反应式Co(NCS) 42-Co(NCS)42-在水浴中不稳定，可生成粉红色Co(H 2O)62+Ni2+在过量氨水中可生成比较稳定的Ni(NH3)62+蓝色蓝色土黄红棕色蓝或绿蓝鲜红色K4Fe(CN)6 +

21、FeCl3 KFe(CN)6Fe K+ + Fe3+ + Fe(CN)64-KFe(CN) 6Fe (普鲁士蓝)K+ Fe2+ + Fe(CN)33- KFe(CN) 6FeCoCl+NH4Cl + NH3H2O Co(NH) 62+Co(NH 3)63+CoCl2 + KSCN + 丙酮 Co(SNC) 42-NiSO4 + NH3H2O Ni(NH3)62+Ni(NH3)62+ + 丁二酮肟（用来鉴定 Ni+）七试设计两组混合离子进行分离鉴定1 含 Cr3+和 Mn2+的混合液混合液 3-4 滴+6MN aOH+3%H2O 离子分离微热溶液 沉淀CrO2-4 Mn（OH） 2+HNO2 酸

22、化加 HAC ；Pb （NO 3） 2 或 PbAc 加 NaBiO3黄色（示有 Cr3+） 紫红色（示有 Mn2+）可能含有 Pb2+ Fe3+ 和 Co 的混合液加 KSCN 加 Na加 NH4SCN 加 HAc ； K2CrO4 血红色 黄色或绿色 黄色Fe（NCS） 2+ Co（NCS） 42- PbCrO4 示有 Fe3+ 示有 Co2+ 示有 Pb2+思考题1 试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性答：氢氧化铬难溶于水，具有两性，易溶于酸形成蓝紫色的Cr（H 2O） 63+，也易溶于碱形成亮绿色的Cr（OH） 4-（或Cr （OH） 63-） 。由铬的电极电势图可知；

23、在酸性溶液中，氧休数为+6 的铬（Cr 2O2-7）有较强的氧化性，可被还原为 Cr3+；而 Cr2+有较强的还原性，可被氧化为 Cr3+；2 在 Co（OH） 3 中加入浓 HCl，有时会生成蓝色的溶液，加水稀释后变为粉红色，试解释之答：Co（OH） 3 是两性的氢氧化物，生成蓝色溶液是由于浓 HCl 有还原性，可将 Co3+还原为 Co2+，CoCl 2为蓝色；加水稀释后，反应生成 CoCl6 H2O（粉红色） 。3 在 K2Cr2O7 溶液中，分别加入 Pb（NO 3） 2 和 AgNO3 溶液会发生什么反应？答： Cr2O72- + 2Pb2+ + H2O 2 Pb CrO4 + 2H

24、 +（铬黄）Cr2O72- + 4Ag+ + H2O 2 Ag CrO4 + 2H +（砖红）4 酸性溶液中，K 2Cr2O7 分别与 FeSO4 和 Na 2SO3 反应的主要产物是什么？答： Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7 H2OCr2O72- + 3 SO2-3 + + 8H+ 2 Cr3+ + 3 SO2-3 + 4 H2O5 在酸性溶液中；中性溶液中和强碱性溶液中，KMnO4 与 Na 2SO3 反应的主要产物分别是什么？答：2MnO4- + 5 SO2-3 + 6 H+ 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O（无色）2MnO

25、4 -+ 2 SO2-3 + H2O 2MnO2+ 3SO42- + 2OH-（棕色）2MnO4- + SO2-3 + 2OH- MnO42- + SO42- + H2O（绿色）6 试总结铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质答：铬的硫化物不溶；锰的硫化物不溶于碱而溶于酸；铁、钴、镍的硫化物只溶于酸7 在 CoCl2 溶液中，滴加入 NH3H2O 溶合会有何现象？答：由蓝色变为粉红色8 怎样分离溶液中的 Fe3+和 Ni2+答：在含有 Fe3+和 Ni2+的溶液中，加入氨水。这是由于；Fe3+强烈水解，所以在其水溶液中加入氨时，不会形成氨合物，而生成 Fe(OH)3Ni2+在过量的氨水中可生成比较稳定的蓝色Ni(NH 3)62+。