实验17-铬锰铁钴镍

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+

二．实验原理;

铬、锰、铁、钴、镍是周期系第？周期第VIB—VIII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 +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，Cr3+和MN2+的还原性都较弱，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]-

2[Cr(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，CrO42-转变为Cr2O72-. Cr2O72-与H2O2反应生成深蓝色的CrO5.此可鉴定Cr3+

在重铬酸盐溶液中，分别加入Ag+、Pb2+、Ba2+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+、MnO2沉淀和MnO42-。

MnO4-+ 8H++ 5e === Mn2++ 4H2O

MnO4-+ 2H2O +5e ==== MnO2↓+ 4OH-

在碱性溶液中，MnO4-与MnO2反应也能生成MnO42-

2MnO4-+ 2MnO2+ 4OH- ==== MnO4-+ 2H2O

在酸性甚至中性溶液中，MnO4-歧化为MnO4-和MnO2

4MnO4-+ 4H+=== 4MnO2+ 3O2↑+ 2H2O

在酸洗溶液中，MnO2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(NH3)6]2+和[Ni(NH3)6]2+

1．含Cr3+和Mn2+的混合液

混合液3-4滴+6MN a OH+3%H2O 离子分离

↓微热

溶液

沉淀

C r O2-4 M n（OH）2+HNO2 酸化

加HA C；Pb（NO3）2或PbAc 加N a BiO3

黄色（示有C r3+）紫红色（示有M n2+）

可能含有Pb2+Fe3+和C o的混合液

加KSCN 加N a

加N H4SCN 加HA c ；K2C r O4

血红色黄色或绿色黄色[Fe（NCS）]2+[Co（NCS）4]2-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（H2O）6]3+，也易溶于碱形成亮绿色的[Cr（OH）4]-（或[Cr（OH）6]3-）。

由铬的电极电势图可知；在酸性溶液中，氧休数为+6的铬（Cr2O2-7）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+，CoC l

为蓝色；加水稀释后，反应生成CoC l·6 H2O（粉红色）。

2

3．在K2Cr2O7溶液中，分别加入Pb（NO3）2和AgNO3溶液会发生什么反应？

答：Cr2O72- + 2Pb2+ + H2O→ 2 Pb CrO4↓ + 2H+

（铬黄）

Cr2O72- + 4Ag+ + H2O → 2 Ag CrO4↓ + 2H+

（砖红）

4．酸性溶液中，K2Cr2O7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 H2O

Cr2O72- + 3 SO2-3 + + 8H+→ 2 Cr3+ + 3 SO2-3 + 4 H2O

5．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）

2MnO4-+ 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