實(shí)驗(yàn)17鉻錳鐵鈷鎳

1、-實(shí)驗(yàn) 17鉻、錳、鐵、鈷、鎳重點(diǎn)講內(nèi)容 ;:性質(zhì)鉻： 天大 P410P414鐵； P423427錳；P418421鈷； P423427鎳； P423427一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 掌握鉻、錳、鐵、鈷、鎳氫氧化物的酸堿性和氧化還原性。2、 掌握鉻、錳重要氧化鈦之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)及其條件3、 掌握鐵、鈷、鎳配合物的生成和性質(zhì)4、 掌握錳、鉻、鐵、鈷、鎳硫化物的生成和溶解性5、 學(xué)習(xí) Cr3+Mn 2+Fe2+Fe3+Co2+Ni2+二實(shí)驗(yàn)原理 ;鉻、錳、鐵、鈷、鎳是周期系第？周期第VIBVIII 族元素，它們都是能形成多種氧化值的化合物。 鉻的重要氧化值為 +3 和 +6；錳的重要氧化值為 +2+4+6+7

2、; 鐵、鈷、鎳的重要氧化值是 +2+3.Cr(OH)3 是兩性的氫氧化物。 Mn （OH）2 和 Fe（OH）2 都很容易被空氣的 O2 氧化，Cr（ OH） 2 也能被空氣中的 O2 慢慢氧化。由于 Co3+和 Ni3+都具有強(qiáng)氧化性。 Co（OH）3 和 Ni（OH）3 與濃鹽酸反應(yīng)，分別生成 Co（ II）和 Ni（ II）的鹽在堿性條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化得到。例；2Ni2+6OH-+Br2=2Ni（OH）3（s） + 2Br-Cr3+和 Fe3+都易發(fā)生水解反應(yīng)。Fe3+具有一定的氧化性，能與強(qiáng)還原劑反應(yīng)生成Fe2+在酸性溶液中， Cr3+和 MN2+的還原性都較弱，只有用強(qiáng)氧化劑才能

3、將它們分別氧化為 CrO72-和 MnO4-在酸性條件下，利用Mn 2+和 NaBiO3 的反應(yīng)可以鑒定Mn 2+，例；2Mn2+3+4-+3+23介質(zhì))+5NaBiO+14H=2MnO+ 5Na5Bi + 7H O (HNO在堿性溶液中， Cr（OH）4-可被 H22 氧化為 CrO42-O4-Cr3+4OHCr(OH)2Cr(OH)4-+H2O2 +2OH- 2CrO42-+8H2 0（堿性介質(zhì)）R 酸與 CrO42-生成有色沉淀的金屬離子均有干擾在酸性溶液中， CrO42-轉(zhuǎn)變?yōu)?Cr2O72-. Cr2O72-與 H2O2 反應(yīng)生成深藍(lán)色的CrO5.此可鑒定 Cr3+在重鉻酸鹽溶液中，

4、分別加入Ag+、Pb2+、Ba2+等。能生成相應(yīng)的鉻酸鹽沉淀則：CrO72-+2Ba2+H+ H2O BaCrO4+2H+Cr2O92-和 MnO4-都具有強(qiáng)氧化性。2-3+酸性溶液中 CrO7 被還原為 Cr .MnO4-在酸性、中性、強(qiáng)堿性溶液中的還原產(chǎn)物分別為Mn 2+、MnO2 沉淀和 MnO42-。MnO4-+ 8H+ 5e=Mn 2+ 4H2OMnO4-2+5e=MnO2 + 4OH-+ 2HO-在堿性溶液中， MnO4-與 MnO2 反應(yīng)也能生成 MnO42-2MnO4-+ 2MnO2+ 4OH- = MnO4-+ 2H2O在酸性甚至中性溶液中， MnO4-歧化為 MnO4-和

5、MnO2-+= 4MnO2 + 3O2 + 2H2O4MnO4+ 4H在酸洗溶液中， MnO2 也是強(qiáng)氧化劑。MnS、FeS、CoS、NiS 都能溶于稀酸， MnS 還能溶于 HAc 溶液這些硫化物需要在弱堿性溶液中制得。生成 CoS和 NiS 沉淀，由于晶體結(jié)構(gòu)改變而難溶于稀酸鉻、錳、鐵、鈷、鎳都能形成多種配合物。Co2+和 Ni2+能與過量的氨水反應(yīng)分別能生成Co(NH3)62+和Ni(NH3)62+一、錳鉻鐵鈷鎳氫氧化物的生成和性質(zhì)步驟現(xiàn)象灰綠色藍(lán)紫色亮綠色白色反應(yīng)結(jié)論與解釋式CrCl3+ 3NaoH Cr(OH)3Cr(OH)3 難溶于水，具有+ NaCl兩性Cr3+ 3OH-Cr(O

6、H)3 參 P411Cr(OH)3+ 3HCl CrCl3 +Cr(OH)3 難溶于水，可溶3H2O于酸生成 Cr(H2O)63+, 可3+3+2溶于堿生成 Cr(H2 4-1Cr +3HCr+ 3HOO) 橙色Cr(OH)3 + 4(OH)- Cr(H2O)4 - + Cr(H2O)63+MnSO4+2NaOHMn(OH)2Mn 2+ +2OH- Mn(OH)2Mn(OH)2 +O2(空氣 ) Mn(OH)2+ 2H2O2Mn(OH)2+O2 2MnO(OH)2 Mn(OH)2+ H2SO4 MnSO4參 P419堿 性 中 生 成Mn(OH)2 ,Mn(OH)2 在空 氣中不穩(wěn)定過速氧化生

7、成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期穩(wěn)定，用強(qiáng)氧化劑 Mn 2+ 被氧化白色紅棕色測定溶解粉紅色褐色測定溶解Fe2+ 2OH- Fe(OH)2參 P4244Fe(OH)2+ O2 (空氣 )+2H2OFe(OH)2 很不穩(wěn)定，易被3氧化，生得白色 Fe(OH)24Fe(OH)Fe(OH)2 + 2H+ Fe2+后即被空氣氧化成2H2OFe(OH)3,在酸性介質(zhì)中，Co2+ +2OH- Co(OH)2較穩(wěn)定2+O22CoO(OH) 參 P424Co(OH)+2H+2+比 Fe(OH)2穩(wěn)定，但在空2 Co(OH) Co +H2O氣中緩慢被氧化生成CoO(OH) -蘋 果 綠色紅棕色沉 淀 溶解褐

8、色藍(lán)色二、Cr(III)的還原性和 Cr3+ 的鑒定黃綠色黃色蘭色橙紅色Ni2+ +2OH- Ni(0H)2 Fe3+ +3OH- FeO（OH）+ H2OFeO(OH) +3H+ Fe3+ 2H2OFeO(OH) + HCl FeCl3 + 3H2OFeO(OH) +3O Fe(OH)6 3+ Co(OH)2 + Br2 + 2OH- CoO(OH) + 2Br- + 2H2O 2CoO(OH) + 6HCl 2CoCl + Cl2 + 4H2O2I-+Cl2 I2+2Cl-Cr3+ +3OH- Cr(OH)3 + OH- Cr(OH)4-Cr(OH)4 - + 3H2O + 2OH- 2C

9、r42- + 8H2O2CrO42-+Cr2O72-Cr2O72-+4H2O22CrO5此可鑒定 Cr3+Ni(OH)2 穩(wěn)定，不會(huì)被空氣氧化，F(xiàn)e(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2還原性依次增強(qiáng)，參 P424易溶于酸溶于熱且高濃度堿CoO(OH)可氧化鹽酸，放出氯氣在堿性中氧化值為 +3 價(jià)的 Cr(OH) 4 - 有較 強(qiáng)的 還原性，而被中強(qiáng)氧化劑氧化為： CrO4 2-在強(qiáng)氧化劑中，氧化為：CrO5( 穩(wěn)定 )在乙醚或戊醇中穩(wěn)定（在CrO5 中含有過氧基CrO(O2) 會(huì)會(huì)不 斷緩 解成 Cr3+, 并放出氧。）步驟現(xiàn)象反應(yīng)式三、 CrO42-和 CrO7 2-的相互轉(zhuǎn)化黃橙紅2

10、CrO42- +CrO72-+H2OCrO72- + 2Ba2+H2O 無變化4 + 2H+2BaCrO淺黃色Cro42- + 2Ba2+ H2O+ 2H+ BaCrO4+2H+檸檬色CrO72-+ Ba2+H2O +H+ BaCrO4 +2H+結(jié)論或解釋鉻酸鹽、重鉻酸鹽在溶液中存在平衡移動(dòng)重鉻酸鹽大都易溶于水鉻酸鹽多難溶于水-四、 CrO72-、 MnO4-、 Fe3+的氧化性與Fe2+的還原性黃色沉淀析出無變化黑色沉淀2-+在酸性介質(zhì)中具有強(qiáng)氧化CrO7+ 3H2S + 8H2Cr3+3S +7H2O性2MnO2- + 5FeSO4MnSO4+5Fe3+3H2O2Fe3+Sn2+ 介質(zhì)不同

11、其產(chǎn)物也不同F(xiàn)e2+ SO42-2MnO4-+MnSO4 5MnO + SO2-2MnO4-24+2MnO2在強(qiáng)堿性溶液中，生成MnO42-+2H2OMnO42-4MnO4-+4H+4MnO23O2+2H2O步驟現(xiàn)象反應(yīng)式五、錳鉻鐵鈷鎳硫化物的性質(zhì)灰綠色Cr(SO4)3+NaS肉色白Cr(OH)3+ H2S色MnSO4+ H2S MnS沉淀溶解NH3·H2O Mn(OH)2Mn(OH)2+ 2H+Mn2+H2O溶Fe3+H2SFeS于2+2FeSFeH S稀Co2+H2SCoS酸Ni+H2SNiS六、鐵鈷鎳的配合物+ 在酸性甚至近中性溶液中MnO4- 轉(zhuǎn) 化 為 MnO4- 和 Mn

12、O2結(jié)論或解釋MnS、 Fe 、CoS 、NiS 均溶于？ MnS 還能溶于 HAc 溶液+不溶 ” ” 不溶 ” ” 不溶 ” ”K4Fe(CN)6+FeCl3Fe2+溶液中加赤血鹽溶液藍(lán)色63+Fe 溶液加黃血鹽溶液KFe(CN)FeK+Fe3+ Fe(CN)6 4- 均可生成蘭色沉藍(lán)色6(普魯士藍(lán) )KFe(CN)FeK+Fe2+Fe(CN)33-土黃KFe(CN)6FeCoCl+NH4Cl+Co2+ 與反應(yīng)式 Co(NCS)42-紅棕色NH3 ·H2O Co(NH)62+Co(NCS)42-在水浴中不穩(wěn)Co(NH3 6定，) 3+-藍(lán)或綠CoCl2+KSCN+丙酮 可生成粉紅

13、色 Co(H2O)62+Co(SNC)2-Ni2+在過量氨水中可生成藍(lán)443·H2+ 比較穩(wěn)定的NiSONHONi(NH3)6 2+丁 二酮 肟 Ni(NH3)62+鮮紅色Ni(NH3)6 2+（用來鑒定 Ni+）二鉻錳鐵鈷鎳氫氧化物的生成和性質(zhì)步驟現(xiàn)象灰綠色藍(lán)紫色亮綠色白色橙色白色紅棕色沉淀溶解粉紅色褐色沉淀溶解反應(yīng)式結(jié)論與解釋CrCl3+3NaoH Cr(OH)3Cr(OH)3 難溶于水，具有兩+ NaCl性Cr3+ 3OH- Cr(OH)3參 P411Cr(OH)3+3HCl CrCl3+Cr(OH)3 難溶于水，可溶于2酸生成 Cr(H3+ 可溶于3H O2O)6 ,3+3+

14、2堿生成 Cr(H2 4-1Cr +3H Cr3H OO) Cr(OH)3+4(OH)-Cr(H2O)4-+Cr(H2O)6 3+參 P419堿性中生成Mn(OH)2MnSO4+2NaOH ,Mn(OH)2在空氣中不Mn(OH)2穩(wěn)定過速氧化生成Mn 2+ +2OH- Mn(OH)2Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期穩(wěn)Mn(OH)2+O2Mn(OH)2定，用強(qiáng)氧化劑 Mn 2+被氧+ 2H2O化2Mn(OH)2+ O2 2MnO(OH)2Mn(OH)2+ H2SO4MnSO42+-Fe(OH)參 P424Fe2OH24Fe(OH)2+O2(空氣 )+Fe(OH)2 很不穩(wěn)定，易被氧23化，生得

15、白色 Fe(OH)2 后即2H O4Fe(OH)Fe(OH)3 在被空氣氧化成+2H+ 2,Fe(OH)22酸性介質(zhì)中，較穩(wěn)定Fe + 2H OCo2+ 2OH- Co(OH)2比 Fe(OH)2 穩(wěn)定，但在空2+O2 2CoO(OH) 氣中緩慢被氧化生成Co(OH)CoO(OH) Co(OH)2 + 2H+Co2+ +H2 O-蘋 果 綠色紅棕色測 定 溶解褐色藍(lán)色二、 Cr(III)的還 原性 和Cr3+的鑒定黃綠色黃色蘭色橙紅色2+- Ni(0H)22 穩(wěn)定，不會(huì)被空氣氧Ni +2OHNi(OH)化，F(xiàn)e(OH)2、 Co(OH) 、 Ni(OH)22Fe3+ 3OH- FeO（OH）還

16、原性依次增強(qiáng)，參 P424+ H2OFeO(OH) +3H+ Fe3+易溶于酸2H2O溶于熱且高濃度堿FeO(OH) +HCl FeCl3+3H2O+3OH-FeO(OH)Fe(OH)63+Co(OH)2 + Br2 + 2OH- CoO(OH)+ 2Br- + 2H2O2CoO(OH) +6HClCoO(OH)可氧化鹽酸，放出2CoCl2+Cl2 +4H2O氯氣2I- + Cl2I2 +2Cl3+- Cr(OH) +在堿性中氧化值為 +3 價(jià)的Cr+ 3OH3- Cr(OH)4Cr(OH) 4 - 有 較 強(qiáng) 的 還 原OH-性，而被中強(qiáng)氧化劑氧化22-Cr(OH)4 為： CrO4+3H

17、O+2OH2Cr42-+8H2O2-2-在強(qiáng)氧化劑中，氧化為：4+CrO( 穩(wěn)定 )2 72CrO Cr O5在乙醚或戊醇中穩(wěn)定Cr2O72-+4H2O22CrO5（ 在 CrO5 中含 有過 氧基 CrO(O2) 會(huì) 會(huì) 不 斷 緩 解 成此可鑒定 Cr3+Cr3+, 并放出氧。）-步驟現(xiàn) 象反應(yīng)式結(jié)論或解釋三、CrO42-和 CrO72-的相互轉(zhuǎn)化鉻酸鹽、重鉻酸鹽在溶液中存在平衡移動(dòng)2-2-重鉻酸鹽大都易溶于水黃橙紅+ +鉻酸鹽多難溶于水2CrO4CrO7無變化H2O2-2Ba2+CrO7+淺黃色+H2O 2BaCrO4 +2H+Cro42-+2Ba2+H2O +2H+ BaCrO4+2H

18、+CrO72-+Ba2+（ 檸 檬H2O+H+ BaCrO4 +色）2H+四、 CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性與 Fe2+的還原性2-+黃 沉 淀在酸性介質(zhì)中具有強(qiáng)氧化性CrO7+ 3H2S + 8H析出2Cr3+3S+7H2O2MnO2-+5FeSO4 MnSO4+5Fe3+介質(zhì)不同其產(chǎn)物也不同3H2O2Fe3+SnFe2+2-SO4無變化2MnO4-+MnSO4 5MnO22-+ SO42MnO4-+2MnO 2-MnO42-+2H2O在強(qiáng)堿性溶液中，生成 MnO44MnO4-+4H+ 在酸性甚至近中性溶液中4MnO2+ 3O2 MnO4-轉(zhuǎn)化為 MnO4-和 MnO2+ 2H

19、2O步驟現(xiàn)象反應(yīng)式結(jié)論或解釋五、錳鉻鐵鈷鎳硫化物的性質(zhì)MnS、Fe 、CoS 、NiS均溶于？MnS 還能溶于 HAc 溶液-灰綠色Cr(SO4)3+NaSCr(OH)3+ H2S肉色白MnSO4+H2S色MnS+NH3· H2O Mn(OH)22H+Mn(OH)2+沉淀溶解Mn 2+H2O溶Fe3+ + H2S FeS（黑） 不溶 ” ”于Fe2+ + H2S FeS（黑） 不溶 ” ”稀Co2+ + H2S CoS（紫） 不溶 ” ”酸Ni2+ + H2S NiS（黑）六、鐵鈷鎳的配合物Fe2+溶液中加赤血鹽溶液均可生成蘭色沉淀Co2+ 與反應(yīng)式 Co(NCS)4 2-Co(NC

20、S)42-在水浴中不穩(wěn)定，2+Ni 在過量氨水中可生成比較穩(wěn)Ni(NH3)62+K4 Fe(CN)6+FeCl3藍(lán)色KFe(CN)6FeK+ +Fe3+ Fe(CN)64-藍(lán)色6普魯 KFe(CN)(Fe士藍(lán) )土黃K+Fe2+Fe(CN)33- KFe(CN)6Fe3·H24CoCl+NHCl +NHO紅棕色 Co(NH)62+藍(lán)或綠 Co(NH3 63+)CoCl2 + KSCN + 丙酮 Co(SNC)2-4藍(lán)NiSO4+NH3 · H2O Ni(NH3 62+) Ni(NH3)6 2+丁二酮鮮紅色肟（用來鑒定Ni+）-七試設(shè)計(jì)兩組混合離子進(jìn)行分離鑒定1 含 Cr3+

21、和 Mn 2+的混合液混合液 3-4 滴+6MNaOH+3%H2O離子分離微熱溶液沉淀加CCrO2-4M n（OH）2+HNO2 酸化3） 2 或 PbAc加 Na 3HA；Pb（NO3+）BiO2+）黃色（示有 Cr紫紅色（示有 Mn可能含有 Pb2+3+和 o 的混合液FeC加 KSCN加 Na加 NH4SCN加 HAc；K2CrO4血紅色黃色或綠色黃色Fe（NCS） 2+Co（ NCS）4 2-PbCrO4示有 Fe 3+示有 Co2+示有 Pb 2+思考題1 試總結(jié)鉻、錳、鐵、鈷、鎳氫氧化物的酸堿性和氧化還原性答：氫氧化鉻難溶于水，具有兩性，易溶于酸形成藍(lán)紫色的 Cr（H2O）63+，也易溶于堿形成亮綠色的 Cr（OH）4-（或 Cr（ OH） 63-）。由鉻的電極電勢(shì)圖可知；在酸性溶液中，氧休數(shù)為 +6 的鉻（ Cr2 O2-7 ）有較強(qiáng)的氧化性，可被還原為 Cr3+；而 Cr2+有較強(qiáng)的還原性，可被氧化為 Cr3+；2 在 Co（OH）3 中加入濃 HCl，有時(shí)會(huì)生成藍(lán)色的溶液，加水稀釋后變?yōu)榉奂t色，試解釋之HCl 有還原性，可將 Co3+還答： Co（ OH） 3 是兩性的氫氧化物，生成藍(lán)色溶液是由于濃2+為