铬,锰及其化合物的相关性质的实验报告

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

1. 铬的化合物的性质

（1）Cr2+的生成

在1mLCrCl3（0.1mol·L－1）溶液中加入1mLHCl

（6mol·L－1）溶液，再加少量锌粉，微热至有大量气体逸出，观察溶液的颜色由暗绿变为天蓝色。用滴管将上部清液转移到另一支试管中，在其中加入数滴浓HNO3，观察溶液的颜色有何变化？写出反应方程式。

（2）氢氧化铬的生成和酸碱性

用CrCl3（0.1mol·L－1）溶液和NaOH（2mol·L－1）溶液生成Cr（OH）3，检验它的酸碱性。

（3）Cr（Ⅲ）的还原性

a. 在CrCl3（0.1mol·L－1）溶液中加入过量的NaOH （2mol·L－1）溶液使呈亮绿色，再加入H2O2（3％）溶液，微热，观察溶液颜色的变化，写出反应方程式。

b. 在Cr2(SO4)3（0.1mol·L－1）溶液中加少量的K2S2O8（s），酸化，加热，观察溶液颜色的变化，写出反应方程式。

（4）Cr3+在Na2S溶液中的完全水解

在Cr2（SO4）3（0.1mol·L－1）溶液中加Na2S（0.1mol·L

－1）溶液有何现象（可微热）?怎样证明有H2S逸出？写出反应方程式。

（5）CrO42－和Cr2O72－的相互转化

a. 在K2CrO4（0.1mol·L－1）溶液中逐滴加入H2SO4（2mol·L－1）溶液，然后逐滴加入NaOH（2mol·L－1），观察溶液颜色的变化。

b. 在两支试管中分别加入几滴K2CrO4（0.1mol·L－1）溶液和几滴K2Cr2O7（0.1mol·L－1）溶液，然后分别滴入Pb(NO3)2（0.1mol·L－1）溶液，比较两试管中生成沉淀的颜色。解释现象，写出反应方程式。

c. 用AgNO3（0.1mol·L－1）溶液代替Pb(NO3)2溶液，重复1（5）b实验。

（6）Cr（Ⅵ）的氧化性

a. 在K2Cr2O7（0.1mol·L－1）溶液中滴加H2S溶液（饱和），有何现象？写出反应方程式。

b. 取少量K2Cr2O7（s），加入10滴浓HCl，加热,检查逸出的气体并观察溶液颜色的变化。写出反应方程式。（7）Cr3+的鉴定

取5滴含有Cr3+的溶液，加入过量的NaOH（6mol·L－1）溶液，使溶液呈亮绿色，然后滴加H2O2（3％）溶液，微热至溶液呈黄色，待试管冷却后，再补加几滴H2O2和0.5mL戊醇（或乙醚），慢慢滴入HNO3（6mol·L－1）溶液，