无机化学实验实验2钛钒铬锰实验目的1.试验并掌握钛、钒、铬、锰的某些重要化合物的性质2.试验并掌握钛、钒、铬、锰的不同氧化态之间的转化二、实验内容1.钛的化合物(1)二氧化钛水合物的生成与性质TiOSO4+2NH,H,O+H,O==HTiO4↓+(NH4)2SO4(正钛酸即α-钛酸,白色）HTiO4+H,SO4=TiOSO4+3H,OaH TiO4 +4NaOH=Na. TiO4 +4H,0bHTiO4 =H,TiO, +H,O(偏钛酸即β-钛酸)小结：α-钛酸比β-钛酸活泼性大。α-钛酸既溶于酸，也溶于碱β-钛酸既不溶于酸，也不溶于碱
无机化学实验 实验2 钛 钒 铬 锰 一、实验目的 1. 试验并掌握钛、钒、铬、锰的某些重要化合物的性质 2. 试验并掌握钛、钒、铬、锰的不同氧化态之间的转化 二、实验内容 1. 钛的化合物 (1) 二氧化钛水合物的生成与性质 TiOSO4＋2NH3H2O＋H2O==H4TiO4 ↓＋(NH4 ) 2SO4 (正钛酸即α-钛酸,白色) a H4TiO4＋H2SO4 ＝TiOSO4＋3H2O H4TiO4＋4NaOH＝Na4TiO4＋4H2O b H4TiO4 ＝H2TiO3＋H2O (偏钛酸即β-钛酸) 小结：α-钛酸比β-钛酸活泼性大。α-钛酸既溶于酸，也溶于碱， β-钛酸既不溶于酸，也不溶于碱
无机化学实验（2）钛（III）化合物的生成和还原性2TiO2++Zn+4H+==2Ti3+(紫色)+Zn2++2H,O）此反应较慢Ti3++Cu2++Cl-+H,O-= CuCl 1(白色)+TiO2++2H+(注意：取上层液，否则，Zn十CuCl,==Cu十ZnCl))2.钒的化合物（1）五氧化二钒的生成和性质（白色一→橙黄色一深红色）2NH4VO, ≤V,O,(砖红)+2NH,+H,OV,Os+H,SO4=-(VO2)2SO4 +H,ObV,Os十6NaOH=2NaVO4（钒酸钠）+3H,O深红色一→无色溶液（注意：Na，VO4溶液需留作2中钒酸根的聚合实验用）cV2Os+H,O=2HVO（偏钒酸，黄色)(pH~5-6)dV,Os+6HCl(浓)=2VOCl(蓝色)十Cl,↑+3H,O淀粉一KI试纸检验总之，五氧化二钒的化学性质呈两性，具有氧化性，是HVO3的酸酐
无机化学实验 （2）钛（III）化合物的生成和还原性 2TiO2+＋Zn＋4H+==2Ti3+ (紫色)＋Zn2+＋2H2O 此反应较慢 Ti3+＋Cu2+＋Cl-＋H2O== CuCl↓(白色)＋TiO2+＋2H+ (注意：取上层液，否则，Zn＋CuCl2==Cu＋ZnCl2 ) 2. 钒的化合物 （1）五氧化二钒的生成和性质 2NH4VO3 △ V2O5 (砖红)+2NH3＋H2O （白色→橙黄色→深红色） a V2O5＋H2SO4==(VO2 ) 2SO4＋H2O b V2O5＋6NaOH＝2Na3VO4（钒酸钠）＋3H2O深红色→无色溶液 （注意：Na3VO4溶液需留作2中钒酸根的聚合实验用） c V2O5＋H2O＝2 HVO3 ( 偏钒酸，黄色) （pH≈5-6） d V2O5＋6HCl(浓)＝2VOCl2 (蓝色)＋Cl2 ↑＋3H2O淀粉－KI试纸检验 总之，五氧化二钒的化学性质呈两性，具有氧化性，是HVO3的酸 酐
无机化学实验钒酸根的聚合242VO.3-+2H+=V,O,4-（焦钒酸根，黄）+H,O（pH>13)3V,0,4+6H+=2V,0.3-+3H,0(pH>8.4)10V;0,3-+12H+=3V100286-（深红）+6H,O（8>pH>3)[V10028:]6-+H+ = [HV10028]5- +H+ = [H,V1002]4-[H,V10028]4-+4H+=5V,0s3H,O|红棕色(pH2)5V,0s3H,0+10H+==10VO2+（黄色）+8H,0(pH~1)小结：开始溶液为强碱性，随着pH降低，聚合度增加，增加到一定程度时，随着pH减小（pH=2），聚合度又开始降低，生成五氧化二钒水合物沉淀5Vz05.3Hz0l（3）低价钒的化合物NHVO(偏钒酸铵，无色)+2HCI=VO,CI(黄色)+NH4CI+H,O2VO,CI+4HC1+Zn=2VOCl2(蓝色)+ZnCl2+2H,O2VOCl,+4HCl+Zn=2VCl，（绿色）+ZnCl2+2H,O2VCl,+Zn=2VCl(紫色)+ZnCl
无机化学实验 （2）钒酸根的聚合 2VO4 3-＋2H+=V2O7 4-（焦钒酸根，黄）＋H2O (pH≥13) 3V2O7 4-＋6H+=2V3O9 3-+3H2O (pH≥8.4) 10V3O9 3-＋12H+=3V10O28 6-（深红）＋6H2O (8>pH>3) [V10O28] 6-＋H+ = [HV10O28] 5- ＋H+ = [H2V10O28] 4- [H2V10O28] 4- ＋ 4H＋ ＝5V2O5 .3H2O↓红棕色 （pH≈2） 5V2O5 .3H2O＋10H+==10VO2+（黄色）＋8H2O （pH≈1） 小结：开始溶液为强碱性，随着pH降低，聚合度增加，增加到一定程 度时，随着pH减小（pH＝2），聚合度又开始降低，生成五氧化二钒 水合物沉淀5V2O5 .3H2O↓。 （3）低价钒的化合物 NH4VO3 (偏钒酸铵，无色)＋2HCl=VO2Cl(黄色)＋NH4Cl＋H2 O 2VO2Cl＋4HCl＋Zn=2VOCl2 (蓝色)＋ZnCl2＋2H2O 2VOCl2＋4HCl＋Zn=2VCl3（绿色）＋ZnCl2＋2H2O 2VCl3＋Zn=2VCl2 (紫色)＋ZnCl2
无机化学实验3.铬的化合物（1）三氧化二铬的生成和酸碱性(NH4),Cr,O-(橙红)=Cr,O;(灰绿色絮状固体)+N,↑+4H,O(g)（注意：小心在石棉网上加热，不断搅拌。最后会有火星喷射，反应发生)（溶解很少，可适当加热）Cr2O,+3H,S04(浓)=Cr2(SO4);+3H,0(溶解很少，可适当加热）Cr,O,+2NaOH(40%)=2NaCrO,(绿)+H,0[Na,Cr(OH)6](2)铬（II）的还原性和铬（VI）的氧化性（1）Cr3++3OH=Cr(OH)3↓（灰蓝色胶状沉淀）Cr(OH)，+NaOH =NaCrO，（绿溶液）+2H,O）（加热）2CrO02-+3H,O,+20H-=2CrO42-（黄色）+4H,0（加入少量酸：CrO42-+2H+=Cr,O,2-（橙红）+H,O（2）Cr,0,2-（橙红）+8H++3H,02=2Cr3+（绿）+302↑+7H,0
无机化学实验 3. 铬的化合物 （1）三氧化二铬的生成和酸碱性 (NH4 ) 2Cr2O7 (橙红)=Cr2O3 (灰绿色絮状固体)+N2 ↑+4H2O(g) (注意：小心在石棉网上加热，不断搅拌。最后会有火星喷射，反应 发生) Cr2O3+3H2SO4 (浓)=Cr2 (SO4 ) 3+3H2O (溶解很少，可适当加热) Cr2O3+2NaOH(40％)=2NaCrO2 (绿)+H2O (溶解很少，可适当加热) [Na3Cr(OH)6 ] (2)铬（Ⅲ）的还原性和铬（Ⅵ）的氧化性 （1）Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3 ↓（灰蓝色胶状沉淀） Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2（绿溶液）+2H2O （加热） 2CrO2 － + 3H2O2+ 2OH-=2CrO4 2-（黄色）+4H2O （加入少量酸：CrO4 2- + 2H＋ ＝ Cr2O7 2-（橙红）+ H2O （2）Cr2O7 2-（橙红）+8H++3H2O2=2Cr3+（绿）+3O2↑+7H2O
无机化学实验4.锰的化合物（1）硫化锰的生成和性质Mn2++H,S 无现象（酸性条件不利于沉淀生成）Mn2++S2-=MnSI肉色沉淀在酸性条件下可以溶解，在碱性条件下易于生成。（2）二氧化锰的生成和性质3Mn?++2MnO4+2H,O=5MnO,→（棕色）+4H+氧化性MnO,+SO,2-+2H+=Mn?++SO.2-+H,O
无机化学实验 4. 锰的化合物 （1）硫化锰的生成和性质 Mn2++H2 S 无现象 （酸性条件不利于沉淀生成） Mn2++S2-=MnS↓肉色 沉淀在酸性条件下可以溶解，在碱性条件下易于生成。 （2）二氧化锰的生成和性质 3Mn2++ 2MnO4 -+2H2O=5MnO2↓（棕色）+4H+ MnO2+SO3 2-+2H+=Mn2++SO4 2-+H2O 氧化性
无机化学实验三、注意事项：1.钛（III）化合物还原性实验中，取上层清液与Cu2+反应，否则会发生Zn十CuCl,=Cu十ZnCl,的反应，看到的是红色的铜覆盖于锌粒上。2，三氧化二铬的生成实验中，在石棉网上加热应不断搅拌，而且最后会有火星喷射。3.钒酸根的聚合实验中，所要求的VO,4-（焦钒酸盐）溶液来自于上一步五氧化二钒与氢氧化钠反应后的溶液，得到钒酸盐VO3-溶液后，加酸即可得到焦钒酸盐溶液
无机化学实验 三、注意事项： 1. 钛（III）化合物还原性实验中，取上层清液与Cu2+反应，否 则会发生Zn＋CuCl2=Cu＋ZnCl2的反应，看到的是红色的铜覆盖 于锌粒上。 2. 三氧化二铬的生成实验中，在石棉网上加热应不断搅拌，而 且最后会有火星喷射。 3. 钒酸根的聚合实验中，所要求的V2O7 4-（焦钒酸盐）溶液来 自于上一步五氧化二钒与氢氧化钠反应后的溶液，得到钒酸盐 VO4 3-溶液后，加酸即可得到焦钒酸盐溶液
无机化学实验四、思考题：1.TiO,+2H,SO4（浓）=Ti（SO4）+2H,O（加热）与稀硫酸不反应TiO,+H,SO4 （浓，热）=TiOSO4+H,OTiO,+2NaOH-NaTiO,+H,OV,O,两性偏酸：它与酸反应后生成VO,Cr2O,两性:与酸反应生成Cr3+，与碱反应生成CrO,CrO,酸性 CrO,+H,O=H,CrO42.Cr（III）与Cr（VI）的转化碱性条件下：CrO,+氧化剂→CrO.2-eg H,O酸性条件下：Cr,O,2-+H++还原剂→Cr3+ eg H,O23.低价钛化合物：Ti3+Ti3+ 还原性4Ti3++0,+2H,O=4Ti02++4HTi3++Cu2++Cl- →CuCl + TiO2+ + 2Ht低价钒的化合物：V3+不稳定V2+为强还原剂
无机化学实验 四、思考题： 1. TiO2+2H2SO4（浓）=Ti（SO4）2+2H2O（加热）与稀硫酸不反应 TiO2+H2SO4（浓，热）=TiOSO4+H2O TiO2+2NaOH=NaTiO3+H2O V2O5两性偏酸：它与酸反应后生成VO2 + Cr2O3两性:与酸反应生成Cr3+ ，与碱反应生成CrO2 - CrO3酸性 CrO3+H2O=H2CrO4 2. Cr（Ⅲ ）与Cr（Ⅵ）的转化 碱性条件下：CrO2 - +氧化剂 → CrO4 2- eg H2O2 酸性条件下：Cr2O7 2- +H+ + 还原剂 →Cr3+ eg H2O2 3. 低价钛化合物：Ti3+ Ti3+ 还原性 4Ti3++O2+2H2O=4TiO2++4H+ Ti3++Cu2++Cl- →CuCl + TiO2+ + 2H+ 低价钒的化合物： V3+不稳定 V2+为强还原剂