(完整版)铬、锰及其化合物的性质(精)

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：3d 54s 1 ，VIB 族，常见的氧化态为＋6，＋3，＋2
Cr 2O 72-Cr 3+
Cr 2+Cr
1.33
-0.41
-0.91
-0.74
E A 0/V
E B 0/V
CrO 42-Cr(OH)3Cr(OH)2
Cr
-0.13
-1.1
-1.4
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,Cr 3＋的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr 2O 72－；在碱性介质中，＋6氧化态稳定（CrO 42－)。

Cr 2O 3和Cr(OH ）3显两性。

Cr 3+Cr(OH)3
4]－
(（绿色）
--
铬(VI ）最重要的化合物为K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr 2O 72－和CrO 42－存在下列平衡：
Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2O H +
2+（橙红色）
(黄色)
在碱性溶液中，[Cr(OH ）4］—可以被过氧化氢氧化为CrO 4
2－。

在酸性溶液中CrO 42－转变为Cr 2O 72－。

Cr 2O 72－与过氧化氢反应能生成深蓝色的CrO 5，由此可以鉴定Cr 3＋。

2、Mn
价电子结构3d 54s 3 ，VIIB 族，常见的氧化态为＋6，＋7,＋4,＋3，＋2 Mn 2＋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Mn 2＋
H 2O
7Mn
2+
NaBiO 3H
+
Na +Bi 3+
MnO 4-25145+++5+2+
碱性介质：
Mn 2+2+OH -
Mn(OH)2(白色沉淀）
O 2
MnO(OH)2(棕色）
Mn （IV ）化合物重要的是MnO 2，在酸性溶液中具有氧化性。

Mn(VI ）化合物重要的是MnO 42－
，Mn （VII ）化合物重要的是MnO 4－
E A 0/V
E B 0/V
MnO 4-MnO 42-MnO 2
MnO 4-
MnO 42-
MnO
2
0.56
2.26
0.56
0.60
MnO 42－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
+Cr(OH)3(紫色）（灰蓝色）（绿色）
OH -3Cr(OH)3+3HCl Cr 3+CrCl 3
H 2O
+
3Cr(OH)3
+
NaOH
Na[Cr(OH)4]+
H 2O
2Cr 3+ + 3H 2O 2 +10OH — = 2CrO 42- + 8H 2O
Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2
O H +
2+（橙红色）
(黄色)
2Cr 3++3S 2O 82—+7H 2O=Cr 2O 72-+6SO 42-+14H +
(2）Cr 3＋的性质
① Cr(OH)3的生成和两性
+Cr(OH)3(紫色）（灰蓝色）（绿色）
OH -3Cr(OH)3+3HCl Cr 3+CrCl 3
H 2O
+
3Cr(OH)3
+
NaOH
Na[Cr(OH)4]+
H 2O
② ［Cr （OH)4]— 加热水解性
[Cr(OH)4］- + H 2O = Cr （OH ）3 (灰蓝色） ＋ OH －
(3）Cr （III ）的还原性及鉴定
2Cr 3+ + 3H 2O 2 +10OH — = 2CrO 42— + 8H 2O
2［Cr(OH)4］— + 3H 2O 2 +2OH — = 2CrO 42— + 8H 2O
Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2
O H +
2+（橙红色）
(黄色)
Cr 2O 72－ ＋ 2Ba 2＋ ＋ H 2O ＝ 2BaCrO 4（黄色）＋ 2H ＋
（4）Cr （III)的水解
2Cr 3＋ ＋ 3S 2－ ＋ 6H 2O ＝ 2Cr （OH ）3↓（灰绿色） ＋ 3H 2S ↑ （5）Cr 2O 72－和CrO 42－的转化
Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2
O H +
2+（橙红色）
(黄色)
（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.
Cr 2O 72－ ＋ 2Ba 2＋ ＋ H 2O ＝ 2BaCrO 4(黄色）＋ 2H ＋
Cr 2O 72－ ＋ 2Pb 2＋ ＋ H 2O ＝ 2PbCrO 4(黄色）＋ 2H ＋ Cr 2O 72－ ＋ 4Ag ＋ ＋ H 2O ＝ 2Ag 2CrO 4（砖红色）＋ 2H ＋
（7）Cr 2O 72－的氧化性（酸性介质)
Cr 2O 72－ ＋ 3S 2－ ＋ 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2O + 3S ↓
Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O
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
Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2
O H +
2+（橙红色）
(黄色)
4H 2O 2 ＋ Cr 2O 72－ ＋ 2H ＋＝ 2CrO 5 ＋ 5H 2O （有机相显蓝色） 4CrO 5 ＋ 12H ＋＝ 4Cr 3+ + 7O 2 ＋ 6H 2O （9）CrO 3的生成与性质
K 2Cr 2O 7 ＋ H 2SO 4 （冷、浓）＝CrO 3 （橙红色)＋ K 2SO 4 ＋ H 2O CrO 3,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
MnO 2 ＋ 4HCl ＝ MnCl 2 ＋ Cl 2 ＋ 2H 2O
2KMnO 4+ 3MnSO 4 + 2H 2O = 5MnO 2↓ + K 2SO 4 + 2H 2SO 4 4 MnO 4－ ＋ 4H + ＝ 4MnO 2 ＋ 2H 2O ＋ 3O 2
4 MnO 4－ ＋ 4OH － ＝ 4MnO 42－ （绿色） ＋ 2H 2O ＋ O 2 2 MnO 4－ ＋MnO 2 ＋ 2H 2O = 3 MnO 42－ (绿色） ＋4H + 3 MnO 42－ （绿色） ＋4H += 2 MnO 4－ ＋MnO 2 ＋ 2H 2O （2)Mn （II ）化合物的性质
① Mn （OH ）2的生成和性质
Mn 2+2+OH -(浅红）
Mn(OH)2(白色沉淀）
MnO(OH)2
(棕色）+2Mn(OH)2O 2
2NaOH Mn(OH)2
+H 2O
+2HCl MnCl 2+2Mn(OH)2
Mn(OH)
2
溶于硫酸，氯化铵水溶液.不稳定
Mn(OH)
2 + H
2
O
2
→ MnO
2
+ 2H
2
O
注：MnO
2在HNO
3
中溶解不显著，在酸性溶液中用 H
2
O
2
还原可提高溶解性，反应如下：
MnO
2
+ H
2
O
2
+ 2H+→ Mn2+ + 2H
2
O + O
2
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MnO
4
—比较困难.
酸性条件下，需要NaBiO
3、PbO
2
、S
2
O
8
2-等强氧化剂在硝酸溶液中氧化Mn2+到MnO
4
—：
2Mn2++5NaBiO
3+14H+=2MnO
4
-+5Bi3++5Na++7H
2
O
2Mn2++5PbO
2+4H+=2MnO
4
—+5Pb2++5H
2
O
介质不能用盐酸,因为Cl—有还原性；Mn2+的量不能太大，否则:
2MnO
4—+3Mn2++2H
2
O=5MnO
2
↓+4H+
在碱性条件下容易被氧化
NaClO+MnSO
4+2NaOH=MnO
2
↓+Na
2
SO
4
+NaCl+H
2
O 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H
2
S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++5NaBiO
3+14H+=2MnO
4
-+5Bi3++5Na++7H
2
O(无色―紫红色）
（3）Mn（IV)的生成和性质
2KMnO
4+ 3MnSO
4
+ 2H
2
O = 5MnO
2
↓ + K
2
SO
4
+ 2H
2
SO
4
MnO
2+Na
2
SO
3
+H
2
SO
4
=MnSO
4
+Na
2
SO
4
+ H
2
O
（4）Mn（VI）化合物的生成与性质
2 MnO
4－＋MnO
2
＋ 2H
2
O = 3 MnO
4
2－（绿色）＋4H+
MnO
4
2－存在于强碱溶液中，在酸性,中性环境中均发生歧化。

3 MnO
42－＋ 2H
2
O＝2 MnO
4
－＋MnO
2
↓＋ 4OH－
3 MnO
42－＋4H+ = 2 MnO
4
－＋MnO
2
↓＋ 2H
2
O
（5）KMnO
4
的性质
热稳定性差，通常保存在棕色瓶中
4MnO
4－＋4H＋＝ 4MnO
2
＋ 2H
2
O ＋ 3O
2
四、注意事项
CrO
3
具有强氧化性且有毒，与酒精接触着火，要注意安全。