实验17铬锰铁钴镍Word格式文档下载.docx
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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+
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
亮绿色
白色↓
橙色↓
CrCl3+3NaoH→Cr(OH)3↓+NaCl
Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓
Cr(OH)3+3HCl→CrCl3+3H2O
Cr3++3H+→Cr3++3H2O
Cr(OH)3+4(OH)-→[Cr(H2O)4]-+[Cr(H2O)6]3+
MnSO4+2NaOH→Mn(OH)2↓
Mn2++2OH-→Mn(OH)2↓
Mn(OH)2+O2(空气)→Mn(OH)2+2H2O
2Mn(OH)2+O2→2MnO(OH)2
Mn(OH)2+H2SO4→MnSO4
Cr(OH)3难溶于水,具有两性
参P411
Cr(OH)3难溶于水,可溶于酸生成[Cr(H2O)6]3+,可溶于碱生成[Cr(H2O)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
Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2(空气)+2H2O→4Fe(OH)3↓
Fe(OH)2↓+2H+→Fe2++2H2O
Co2++2OH-→Co(OH)2↓
Co(OH)2↓+O2→2CoO(OH)↓
Co(OH)2↓+2H+→Co2++H2O
参P424
Fe(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(OH)2稳定,但在空气中缓慢被氧化生成CoO(OH)↓
苹果绿色
沉淀溶解
蓝色
Ni2++2OH--→Ni(0H)2↓
Fe3++3OH--→FeO(OH)↓+H2O
FeO(OH)↓+3H+→Fe3++2H2O
FeO(OH)↓+HCl→FeCl3+3H2O
FeO(OH)↓+3O→[Fe(OH)6]3+
Co(OH)2+Br2+2OH--→CoO(OH)↓+2Br--+2H2O
2CoO(OH)↓+6HCl→2CoCl2+Cl2↑+4H2O
2I-+Cl2→I2+2Cl--
Ni(OH)2稳定,不会被空气氧化,
Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2还原性依次增强,
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
Cr3++3OH-→Cr(OH)3+OH-→[Cr(OH)4]-
[Cr(OH)4]-+3H2O+2OH-→2Cr42-+8H2O
2CrO42-+→Cr2O72-
Cr2O72-+4H2O2→2CrO5↓
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:
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。
)
黄绿色
黄色
兰色
橙红色
现象
反应式
结论或解释
三、CrO42-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-+H2O
CrO72-+2Ba2++H2O→2BaCrO4↓+2H+
Cro42-+2Ba2++H2O+2H+→BaCrO4↓+2H+
CrO72-+Ba2++H2O+H+→BaCrO4↓+2H+
铬酸盐多难溶于水
四、CrO72-、MnO4-、Fe3+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
沉淀析出
黑色沉淀
CrO72-+3H2S+8H+→2Cr3++3S+7H2O
2MnO2-+5FeSO4→MnSO4+5Fe3++3H2O
2Fe3++Sn2+→Fe2++SO42-
2MnO4-+MnSO4→5MnO2↓+SO42-
2MnO4-+2MnO2→MnO42-+2H2O
4MnO4-+4H+→4MnO2↓+3O2↑+2H2O
五、锰铬铁钴镍硫化物的性质
MnS、Fe、CoS、NiS均溶于
MnS还能溶于HAc溶液
不溶”…………………”
肉色→白色
溶
于
稀
酸
Cr(SO4)3+NaS→Cr(OH)3+H2S↑
MnSO4+H2S→MnS+NH3·
H2O→Mn(OH)2
Mn(OH)2+2H+→Mn2++H2O
Fe3++H2S→FeS
Fe2++H2S→FeS
Co2++H2S→CoS
Ni+H2S→NiS
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
Co2+与反应式[Co(NCS)4]2-
[Co(NCS)4]2-在水浴中不稳定,
可生成粉红色[Co(H2O)6]2+
Ni2+在过量氨水中可生成比较稳定的
[Ni(NH3)6]2+
土黄
蓝或绿
蓝
鲜红色
K4[Fe(CN)6]+FeCl3→K[Fe(CN)6Fe]↓
K++Fe3++[Fe(CN)6]4-→[KFe(CN)6Fe]↓(普鲁士蓝)
K++Fe2++[Fe(CN)3]3-→[KFe(CN)6Fe]
CoCl+NH4Cl+NH3·
H2O→[Co(NH)6]2+
→[Co(NH3)6]3+
CoCl2+KSCN+丙酮→[Co(SNC)4]2-
NiSO4+NH3·
H2O→[Ni(NH3)6]2+
[Ni(NH3)6]2++丁二酮肟(用来鉴定Ni+)
二.铬锰铁钴镍氢氧化物的生成和性质
Cr3++3H+→Cr3++3H2O
MnSO4+2NaOH→Mn(OH)2↓
Mn(OH)2+O2→Mn(OH)2+2H2O
2Mn(OH)2+O2→2MnO(OH)2
Mn(OH)2+H2SO4→MnSO4
Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2(空气)+2H2O→4Fe(OH)3↓
Fe(OH)2↓+2H+→Fe2+2H2O
Co(OH)2↓+2H+→Co2++H2O
Ni2++2OH--→Ni(0H)2↓
FeO(OH)↓+3H+→Fe3++2H2O
FeO(OH)↓+HCl→FeCl3+3H2O
FeO(OH)↓+3OH-→[Fe(OH)6]3+
Co(OH)2+Br2+2OH--→CoO(OH)↓+2Br--+2H2O
2CoO(OH)↓+6HCl→2CoCl2+Cl2↑+4H2O
2I-+Cl2→I2+2Cl—
Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓+OH-→[Cr(OH)4]-
[Cr(OH)4]-+3H2O+2OH-→2Cr42-+8H2O
2CrO42-+→Cr2O72-
Cr2O72-+4H2O2→2CrO5↓
(柠檬色)
2CrO42-+→CrO72-+H2O
Cro42-+2Ba2++H2O+2H+→BaCrO4+
2H+CrO72-+Ba2++H2O+H+→BaCrO4↓+2H+
黄沉淀析出
CrO72-+3H2S+8H+→2Cr3++3S+7H2O
2MnO2-+5FeSO4→MnSO4+5Fe3++3H2O
2Fe3++Sn→Fe2++SO42-
2MnO4-+MnSO4→5MnO2↓+SO42-
2MnO4-+2MnO→MnO42-+2H2O
4MnO4-+4H+→4MnO2↓+3O2↑+2H2O
现象
Fe3++H2S→FeS(黑)
Fe2++H2S→FeS(黑)
Co2++H2S→CoS(紫)
Ni2++H2S→NiS(黑)
均可生成兰色沉淀
K++Fe2++[Fe(CN)3]3-→[KFe(CN)6Fe]
CoCl+NH4Cl+NH3·
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+6MNaOH+3%H2O离子分离
↓微热
溶液沉淀
CrO2-4Mn(OH)2+HNO2酸化
加HAC;
Pb(NO3)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)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
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+,CoCl2为蓝色;
加水稀释后,反应生成CoCl·
6H2O(粉红色)。
3.在K2Cr2O7溶液中,分别加入Pb(NO3)2和AgNO3溶液会发生什么反应
Cr2O72-+2Pb2++H2O→2PbCrO4↓+2H+
(铬黄)
Cr2O72-+4Ag++H2O→2AgCrO4↓+2H+
(砖红)
4.酸性溶液中,K2Cr2O7分别与FeSO4和Na2SO3反应的主要产物是什么
Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+3SO2-3++8H+→2Cr3++3SO2-3+4H2O
5.在酸性溶液中;
中性溶液中和强碱性溶液中,KMnO4与Na2SO3反应的主要产物分别是什么
2MnO4-+5SO2-3+6H+→2Mn2++5SO42-+3H2O
(无色)
2MnO4-+2SO2-3+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
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NH3·
H2O溶合会有何现象
由蓝色变为粉红色
8.怎样分离溶液中的Fe3+和Ni2+
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)3↓
Ni2+在过量的氨水中可生成比较稳定的蓝色[Ni(NH3)6]2+。
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