实验17铬锰铁钴镍.docx

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实验17铬锰铁钴镍

实验17铬、锰、铁、钻、镍

重点讲内容;：

性质

铁；P423-427

钻；P423—427

铬：

《天大》P410—P414

锰；P418—421

镍；P423—427

1.实验目的；

1、掌握铬、锰、铁、钻、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、钻、镍配合物的生成和性质

4、掌握锰、铬、铁、钻、镍硫化物的生成和溶解性

5、学习Cr3+Mn2+F0Fe3+C$+Ni2+

2.实验原理；

铬、锰、铁、钻、镍是周期系第？

周期第VIB—VIII族'兀素，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、

钻、镍的重要氧化值是+2+3.

6（0与是两性的氢氧化物。

Mn（OH）2和Fe（OH）2都很容易被空气的02氧化，Cr（OH）2也能被空气中的O2慢慢氧化。

由于CcP+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

CP+和Fe3+都易发生水解反应。

F』+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，CQ+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CrO2-和MnO4-

在酸性条件下，利用皿门2+和NaBiQ的反应可以鉴定Mn2+，例；

2Mn2++5NaBiO3+14FT===2MnO4-+5Na++5Bi3++7HO（HNQ介质）

在碱性溶液中，[Cr（OH）4]可被H2O2氧化为CrQ2-

\Cr3++4OH—[Cr（OH4]-/

2[Cr（OH）i]-+H2O2+2OH—2CrO42-+8H20（碱性介质）

R酸与CrQ2-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CrQ.此可鉴定Cr3+

在重铬酸盐溶液中，分别加入Ag+、Pb2*、BsF+等。

能生成相应的铬酸盐沉淀则：

Cr62-+2Bs2+\H++H2O—BaCrO+/2H+

Cr2O92-和MnO4-都具有强氧化性。

酸性溶液中Cr62-被还原为CP+.

MnO"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====MnO2J+4OH

在碱性溶液中，Mn04-与MnO2反应也能生成MnO42-

2MnO4-+2MnO2+40HT====MnO4-+2H2O

在酸性甚至中性溶液中，MnO4-歧化为MnO4-和MnO2

4MnO4-+4H+===4MnO2+3O2T+2H2O

在酸洗溶液中，MnO2也是强氧化剂。

MnS、FeSCoSNiS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、钻、镍都能形成多种配合物。

Co24■和Ni2+能与过量的氨水反应分别能生成[Co（NH）6]2+和[Ni（NH3）6]2+

一、锰铬铁钻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

CrC3+3NaoH—Cr（OH3J+

Cr（OH＞难溶于水，具有

NaCl

两性\

蓝紫色

Cr3++3OH"—Cr（OH>J

参P411

Cr（OH>+3HCl—CrC3+3H^O

Cr（OH＞难溶于水，可溶

亮绿色

Cr3++3H+—Cr3++3H2O

于酸生成[Cr（H2O）6]3+,可溶于碱生成[Cr（HzO）4]-1

白色J

Cr（OH>+4（OHJ—[Cr（H2O）4]-+[Cr（H2O）6]3+

参P419

橙色J

MnSO4+2NaOH—Mn（OH）2J

碱性中生成Mn（OH）2

J,Mn（OH）2J在空气中

Mn2++2OH"—Mn（OH）?

J

不稳定过速氧化生成

Mn（OH）2+O2（空气）—Mn（OH）2+

Mn（OH）2

2H2O

在酸性溶液中比同周期

2Mn（OH）2+O2—2MnO（OH》

稳定，用强氧化剂Mn2+

Mn（OH）2+H2SQ—MnSO4

被氧化

白色

Fe2++2OH—Fe（OH）J

参P424

、红棕色

4Fe（OH2+O2（空气）+2H2O—

Fe（OH）很不稳定，易被

4Fe（OH>J

氧化，生得白色Fe（OH）

测定溶

Fe（OH）J+2H+—Fe2++1

后即被空气氧化成

解\

2H2O

Fe（OH3,在酸性介质中，

Co2++2OH—Co（OH）J

较稳定

粉红色

Co（OH）J+O2—2CoO（OH）J

/参P424

褐色

Co（OH2J+2H+—Co2++H2O

比Fe（OH）2稳定，但在空

测定溶

气中缓慢被氧化生成

解

CoO（OH）J

苹果绿

Ni2++20HT—Ni（0H）2J

Ni（OH）2稳定，不会被空气

色

氧化，

Fe3++30HT—FeO（OH）J

Fe（OH）、Co（OH2、Ni（OH）2

+H20\

还原性依次增强，

红棕色

FeO（OH）J+3HT—Fe3++

参P424

2H2O\

沉淀溶丿

FeO（OH）J+HCl—FeC3

易溶于酸

解/

+3H2O\

溶于热且高浓度碱

FeO（OHj+3O—[Fe（OH6]3+

Co（OH2+Br2+2OHT—

褐色

CoO（OHj+2Br--+2H2O

2CoO（OH）J+6HCl—

CoO（OH可氧化盐酸，放出

蓝色

2CoC2+CbT+4H2O

氯气\

2I-+Cb—I2+2C「

二、Cr（III）的还原性和Cr3+

的鉴定

黄绿色

Cr3++3OH—Cr（OH）+OH—

在碱性中氧化值为+3价的

[Cr（OH）]-

[Cr（OH）4]-有较强的还原

性，而被中强氧化剂氧化

黄色

[Cr（OH）]-+3H2O+2OH—

为：

CrO42-

2Ci42-+8H2O

在强氧化剂中，氧化为：

二色

2CrO42-+—Cr2O72-

CrQ（稳定）

在乙醚或戊醇中稳定

橙红色

CqO72-+4H2O2—2CrO5J

（在CrQ中含有过氧基

此可鉴定cP+

CrO（Q）会会不断缓解成

Cr3+,并放出氧。

）

步骤\

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T橙红

2CrO42-+——CrO72-+H2O

铬酸盐多难溶于水

CrO2-+2Ba2++H2O—

无变化

2BaCrOj+2屮

浅黄色

Cro42-+2Ba2++H2O+2H+

—BaCrQJ+2H+/

柠檬色

CrO^2-+\Ba2++H2O+H+

—BaCrQJ、+/2H+

四、CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性与

F0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

黄色沉淀析出

无变化

CrO72-+3H2S+8宀

2CP++3S+7H2O

2MnO2-+5FeSO—

/MnSC4+5Fe3++

3H2O\

2Fe3++SR+—

Fe2++SC42-

黑色沉淀

2MnO4-+MnSC4

—5MnO2J+SQ2-

2MnO4-+2MnO2

在强碱性溶液中，生成

—MnO42-+2H2O

MnO42-\

4MnO4-+4H+—

4MnO21+

在酸性甚至近中性溶液中

3O21+2H2O

MnO4-转化为MnO4-和

MnO2\

步骤

现象

反应式

结论或解释、

五、锰铬铁钻镍硫化物的性质

1MnS、Fe、CoS、NiS均

溶于？

？

灰绿色

Cr（SO43+NaS—

MnS还能溶于HAc溶液

肉色—白

Cr（0H3+H2ST

色

MnSO4+H2S—MnS+

沉淀溶解

NH3•H2O—Mn（0H）2

Mn（OH）2+2H+—Mn2++

H2O

溶

Fe?

++H2S—FeS

于

Fe?

++H2S—FeS

不溶””

稀

Cc?

++H2S—CoS

不溶””/

酸

Ni+H2S—NiS

不溶”

六、铁钻镍的配合物

K4[Fe（CN6]+FeC3—

Fe^+溶液中加赤血盐溶液

蓝色\

K[Fe（CN）Fe]1

Fe3+溶液加黄血盐溶液

K++Fe3++[Fe（CN6]4-—

‘均可生成兰色沉

蓝色

[KFe（CN）Fe]1（普鲁土蓝）

K++Fe2++[Fe（CN>]3-

土黄

—[KFe（CN6Fe]

CoCi\+NH4CI+Co2+与反应式[Co（NCS4]2-

红棕色

NH•HzO、—[Co（NH>]2+

[Co（NCS4]2-在水浴中不稳

—[Co（NH）6]3+

疋，

蓝或绿

CoC2+KSCN+丙酮

可生成粉红色[Co（H2O）6]2+

—[Co（SNC4]2-

Ni2+在过量氨水中可生成

蓝

NiSO4+xNH3•H2O—

[Ni（NH3）6]2+、、

比较稳定的

鲜红色

[Ni（NH3）6]2++丁二酮肟

（用来鉴定Ni+）\

[Ni（NH3）6]2+

•铬锰铁钻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J

橙色J

CrC3+3NaoH—Cr（OH）sJ

+NaCl

C产+3OH"—Cr（OH>；Cr（OH3+3HC1—CrC3+

3H2O

C产+3H+—Cr3++3H2OCr（OH3+4（OH）—

[Cr（HzO）4]-+[Cr（H2O）6]3+

MnSC4+2NaOH—

Mn（OH）2J

Mn2++2OH—Mn（OH）2J

Mn（OH）2+O2—Mn（OH）2+2H2O

2Mn（OH）2+O2—2MnO（OfMn（OH）2+H2SO—MnSO4

Cr（OH＞难溶于水，具有两性

参P411

Cr（OH＞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）2J,Mn（OH）2J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

沉淀溶解

粉红色

褐色

沉淀溶解

Fe?

++2OH—Fe（OH2J4Fe（OH）+O2（空气）+

2H2O—4Fe（OH>J

Fe（OH2J+2H+—Fe2+2H2OCc?

++2OIH—Co（OH）JCo（OH）J+O2—2CoO（OH）J

Co（OH）J+2屮—Co2++H2O

/参P424

Fe（OH）很不稳定，易被氧化，生得白色Fe（OH）后即/被空气氧化成Fe（OH＞,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）J

苹果绿

Ni2++2OHF—Ni（0H）2J

Ni（OH）2稳定，不会被空气氧

色

化，\

Fe（OH2、、Co（OH）、Ni（OH）还原性依次增强，

Fe3++3OH-—FeO（OH）

+H2O

J

参P424\

红棕色

FeO（OH）J+3HT—Fe3+

+

易溶于酸\

2H2O

溶于热且高浓度碱\

测定溶

FeO（OH）J+HCl—FeC3

+

解

3H2O

FeO（OH）J+3OH[Fe（OH6]3+

—

Co（OH）+Br2+2OH~

—

褐色

CoO（OHj+2Br--+2H2O

蓝色

2CoO（OH）J+6HCl

—

CoO（OH可氧化盐酸，放出

2CoC2+C2T+4H2O

氯气

2「+C2—l2+2C—

二、Cr（lll）的还原性和

cP+的鉴定\

黄绿色

CP++3OHT—Cr（OH>J

+

在碱性中氧化值为+3价的

OH—[Cr（OH）]-

[Cr（OH）4]-有较强的还原

黄色

[Cr（OH）]-+3H2O+2OHT

—

性，而被中强氧化剂氧化

为：

CrQ-/

二色

2Ci42"+8H2O

在强氧化剂中，氧化为：

橙红色

2CrC42-+—CQ2-

CrQ（稳定）

/在乙醚或戊醇中稳定

Ci262-+4H2O2—2CrO5J

（在CrQ中含有过氧基CrO（Q）会会不断缓解成

此可鉴定Cr3+/

Cr3+,并放出氧。

）

步骤

现象

反应式

结论或解释

三、CrO2-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

铬酸盐多难溶于水

黄—橙红

无变化

浅黄色

（柠檬色）

2CrO2-+—CrG2-+H2O

Cr62-+2Ba2++H2O—2BaCrQJ+2H+

Cro42-+2Ba2++

H20+2H+—BaCrQ+2H+CrO72-+Ba2++

H2O+FT—BaCrQJ+2H+

四、CrO72-、Mn0阳、Fe3+的氧化性与Fe?

+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Mn。

4-和MnO2

黄沉淀析出

无变化

CrO72-+3H2S+8H—2C产+3S+

7H2O

2MnO2-+5FeSO

—MnSQ+5F0+3H2O

2Fe3++Sn—Fe2++SO2-

2MnO4-+MnSCH

—5MnO2J+SO2-2MnO4-+2MnO—

MnO42-+2H2O

4MnO4-+4FT—

-4MnO2J+3O2T

\+2H2O

步骤

现象

反应式

/结论或解释

五、锰铬铁钻镍硫化物的性质

MnS、Fe、CoS、NiS均溶于？

？

MnS还能溶于HAc溶液

灰绿色

Cr（SQ）3+NaS—

Cr（OH>+H2ST

肉色T白

MnSO4+H2S—

色

MnS+NH3•H2O—

Mn（OH）2\

Mn（OH）2+2H+—

沉淀溶解」

Mn2++H2O

溶/

Fe3++"S—FeS（黑）

不溶”

于

Fe2++H^S—FeS（黑）

不溶”

/稀

Co2++HS—Co（紫）

不溶”…、••…

酸

Ni2++H2S—NiS（黑）

FV+溶液中加赤血盐溶液

FS+溶液加黄血盐溶液均可生成兰色沉淀

C&+与反应式[Co（NCS4]2-[Co（NCS4]2-在水浴中不稳定，可生成粉红色[Co（H?

O）6]2+

Ni2+在过量氨水中可生成比较稳定的

[Ni（NH3）6]2+

七•试设计两组混合离子进行分离鉴定

1.含CP+和Mn2+的混合液

混合液3-4滴+6MNaOH+3%HO离子分离

/_/微热

溶/\液

沉淀

/GO2-4Mn（OH）2+HNO2酸化

加HAc;Pb（NO3）2或PbAc力卩NaBiQ

/黄色（示有Cr3+）紫红色（示有Mn2+）

可能含有Pb2+F$+和Co的混合液_\

加KSCN加Na

加NH4SCN加HAc

K2GO4

思考题

1.试总结铬、锰、铁、钻、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（Cl2O2"7）有较强的氧化性，可被还原为Cr3+;而CF有较强的还原性，可被氧化为Cr3+;

2.在Co（OH）3中加入浓HCI,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HCI有还原性，可将Co34还原为Co2+，C0C2为蓝色；加水稀释后，反应生成CoC•6H2O（粉红色）。

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

答:

Cr?

O72"+2P8++—2PbCrOJ+2H+

（铬黄）/

Cr2O72-+4A©+H?

O—2AgCrOJ+2H+

（砖红）

4.酸性溶液中，K2Cr2O7分别与FeSO和Na2SQ反应的主要产物是什么?

答：

C°O72-+6F$++14FT—2C产+6Fc3++7"O

Cr2O72-+3SO-3++814—2C产+3SO-3+4H2O

5.在酸性溶液中；中性溶液中和强碱性溶液中，KMnO4与Na2SC3反应的主要产物分别是什么？

答：

2MnO4-+5SO-3+6Hf/—2Mn2++5SQ2-+3H2O

/（无色）、

2MnO4-+2SO-3+H2O—2MnO2J+3SQ2-+2OH

/（棕色）、

2MnO4-+SO-3+2OH—MnO42-+SO2-+H2O

（绿色）\

6.试总结铬、锰、铁、钻、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、钻、镍的硫化物只溶于酸

7.在CoC2溶液中，滴加入NH3•H2O溶合会有何现象？

答：

由蓝色变为粉红色

8.怎样分离溶液中的Fe3+^HNi2+

答：

在含有F3+和Ni2+的溶液中，加入氨水。

这是由于；

FS+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（OH3J\

Ni2+在过量的氨水中可生成比较稳定的蓝色[Ni（NH3）6]2+。