西安石油大学：《无机化学 Inorganic Chemistry》课程教学资源（实验指导）铬和锰.pdf_大学文库

实验七铬和锰 1. 实验目的（1）实验并掌握主要价态铬化合物的性质及相互转化的条件。（2）实验并掌握主要价态锰化合物的性质及相互转化的条件。（3）了解铬和锰化合物的氧化还原性与介质的关系。 2. 实验内容 2.1 .三价铬化合物的生成和性质 2.1.1 氢氧化铬(Ⅲ)的生成和性质：往分别盛有 1mL 0.1mol/L CrCl3 溶液的两支离心试管中逐滴加入 2mol/L NaOH 溶液至沉淀完全。观察产物的颜色。离心分离，弃去清夜，得两份沉淀。在一份沉淀上加入加入 2mol/L HCl，有何变化？往另一份沉淀上加入 2mol/L NaOH 溶液，沉淀是否溶解？把所得到的溶液煮沸，又有什么变化？写出反应式，解释上述现象。实验现象：先生成灰绿色沉淀。往灰绿色沉淀上加入 2mol/L NaOH 溶液，沉淀溶解，生成黄绿色溶液；往灰绿色沉淀上加入 2mol/L HCl 溶液，沉淀溶解，生成绿色溶液。反应方程式： CrCl3 + 3NaOH（适量）→ Cr(OH)3↓ + 3NaCl Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O Cr(OH)3 + NaOH（过量）→ NaCrO2 + 2H2O 2.1.2 三价铬盐的水解：使 0.1mol/L Na2S 溶液与 0.1mol/L CrCl3溶液作用，证明得到的产物是 Cr(OH)3，而不是 Cr2S3，并解释之。实验现象：生成灰绿色沉淀，分离沉淀。往灰绿色沉淀上加入 2mol/L NaOH 溶液，沉淀溶解，生成黄绿色溶液；往灰绿色沉淀上加入 2mol/L HCl 溶液，沉淀溶解，生成绿色溶液，无臭鸡蛋气味。反应方程式： 2CrCl3 + 3Na2S + 3H2O → 2 Cr(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl 2.1.3 Cr3+离子的鉴定：取 1～2 滴含有 Cr3+(0.1mol/L CrCl3)的溶液，加入 6mol/LNaOH 使 Cr3+转化为 NaCrO2后，再过量 2 滴，然后加入 3 滴 3％H 2O2，微热至溶液呈浅黄色，待试管冷却后，加入 0.5mL 乙醚，然后慢慢滴加 6mol/L HNO3 酸化摇动试管，在乙醚层出现深蓝色(CrO5)，表示有 Cr3+存在。实验现象：先生成灰绿色沉淀，加入过量 NaOH 溶液，沉淀溶解，生成黄绿色

溶液，加入 H 2O2 微热，溶液呈浅黄色，加入乙醚、HNO3 酸化后，乙醚层出现深蓝色。反应方程式： CrCl3 + 3NaOH（适量）→ Cr(OH)3↓ + 3NaCl Cr(OH)3 + NaOH（过量）→ NaCrO2 + 2H2O 2NaCrO2 + 3H2O2 + 2NaOH → 2Na2CrO4 + 4H2O CrO4 2- + 2H+ ↔ Cr2O7 2- + H2O Cr2O7 2- + 4H2O2 + 2H+ → 5H2O + 2CrO5（乙醚层呈蓝色） 2.2 六价铬化合物的性质 2.2.1 三氧化铬的生成和性质：在离心试管中加入 2mL 饱和重铬酸钾溶液，放在冷水中冷却，再慢慢加入用水冷却过的浓硫酸，观察反应产物的颜色和状态。分离，弃去溶液，把晶体载至蒸发皿中，往晶体上滴酒精，观察现象，写出反应式。实验现象：生成橙色晶体；往晶体上滴酒精，变成绿色固体，并放出二氧化碳气体。反应方程式： K2Cr2O7（饱和）+ H2SO4（浓）→ 2CrO3↓ + K2SO4 + H2O 4CrO3 + C2H5OH → 2Cr2O3 + 3H2O + 2CO2↑ 2.2.2 重铬酸钾的氧化性：将 0.1mol/L K2Cr2O7溶液用 1mol/L H2SO4 酸化。分两份：一份加入少量固体 NaNO2；一份加入少量固体 Na2SO3。观察各有何变化，写出反应式。实验现象：溶液由橙色变为变为绿色。反应方程式：Cr2O7 2- + 3NO2 - + 8H+ → 2 Cr3+ + 3NO3 - + 4 H2O Cr2O7 2- + 3SO3 2- + 8H+ → 2Cr3+ + 3 SO4 2- + 4H2O 2.2.3 CrO4 2-和 Cr2O7 2-离子在水溶液中的平衡：往 K2Cr2O7 溶液中加入稀 NaOH 使成碱性。观察颜色变化，再用稀 H2SO4酸化之，观察变化，写出方程式。实验现象：在 Cr2O7 2-加入 OH- ，溶液从橙色变黄色溶液，再在 CrO4 2 溶液中加 H+ ，溶液从黄色变为橙色。反应方程式：2CrO4 2- + 2H+ ↔ Cr2O7 2- + H2O 2.2.4 难溶性铬酸盐：在三支试管中各加入 0.5mL 0.1mol/L K2Cr2O7 溶液，再分别加入 0.1mol/L AgNO3 溶液，0.1mol/L BaCl2 溶液，0.1mol/L Pb(NO3)2 溶液。观察产物的颜色和状态，写出反应式。实验现象：分别生成砖红色沉淀、柠檬黄沉淀和黄色沉淀。反应方程式：4Ag+ + Cr2O7 2- + H2O ↔ 2Ag2CrO4↓ + 2H+

2Ba2+ + Cr2O7 2- + H2O ↔ 2BaCrO4↓ + 2H+ 2Pb2+ + Cr2O7 2- + H2O ↔ 2PbCrO4↓ + 2H+ 2 3 二价锰化合物的性质 2.3.1 氢氧化锰(Ⅱ)的生成和性质：取三支试管，各加几滴 0.1mol/L MnSO4 溶液和 2mol/L NaOH 溶液，观察反应物的颜色和状态，写出反应式。然后，将一支试管振荡，使沉淀物与空气接触，观察有何变化?在另一支试管中加入 2mol/L HCl 溶液，观察有什么变化?在第三支试管中加入 2mol/L NaOH 溶液，观察有什么变化? 实验现象：先生成白色沉淀。放置变为棕色沉淀；加入 2mol/L HCl 溶液，沉淀溶解；加入 2mol/L NaOH 溶液无变化。反应方程式：Mn2+ + 2OH- → Mn(OH)2↓ 2Mn(OH)2 + O2 → 2MnO(OH)2↓ Mn(OH)2↓ + 2 HCl→ 2MnCl2 + 2H2O 2.3.2 硫化锰的生成：往硫酸锰溶液中加入数滴 H2S 水，观察有何现象?接着再逐滴加入稀碱溶液。观察产物的颜色和状态。实验现象：不反应。逐滴加入稀碱溶液后，生成肉色沉淀。反应方程式：Mn2+ + H2S → MnS + 2H+ 2.3.3 二价锰氧化为七价锰：往3mL 2mol/L HNO3中加入1滴0.05mol/L MnSO4溶液，再加入少量的 NaBiO3 固体，稍微加热，观察溶液的颜色有何变化，写出反应式。实验现象：溶液的颜色由粉红迅速变红，微热后变为紫红色。反应方程式： 2Mn2+ + 5 NaBiO3 + 14H+ → 2MnO4 + 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O 2.4 四价锰化合物的生成和性质 (1) 往 0.5mL 0.1mol/L 高锰酸钾溶液中加入 0.1mol/L 硫酸锰溶液，观察反应的颜色和状态。实验现象：由紫红色溶液生成褐色沉淀。反应方程式：2KMnO4 + 3MnSO4 + (n+2)H2O = K2SO4 + 5MnO2·nH2O↓ + 2H2SO4 (2) 往 1mL 浓 H2SO4 中加入少量二氧化锰固体，加热之，观察反应产物的颜色和状态，并用火柴余烬检验气体产物。继续加热至无气体放出。冷却后加入少量水，观察溶液颜色及状态。实验现象：沉淀溶解，生成 O2(使带余烬木条复燃)和粉红色 MnSO4溶液