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 21三价铬化合物的生成和性质 21.1氢氧化铬(I)的生成和性质:往分别盛有1mL0.lmol/ L Crcl3溶液的两支离心 试管中逐滴加入2 mol/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2 Mol/L HCl,有何变化?往另一份沉淀上加入 2 mol/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2 mol/L NaOH溶液,沉淀 溶解,生成黄绿色溶液;往灰绿色沉淀上加入2 Mol/L hcl溶液,沉淀溶解,生成绿色 溶液。 反应方程式:CrCl3+3NaOH(适量)→CrOH)3↓+3NaCl Cr(OH)3 3HCI -CrCl3 3H20 Cr(OH)3+NaOH(过量)→ NaCrO2+2H2O 2.12三价铬盐的水解:使0.1mo/LNa2S溶液与0.1 mol/ 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2 mol/ Naoh溶 液,沉淀溶解,生成黄绿色溶液;往灰绿色沉淀上加入 Mol/L HCⅠ溶液,沉淀溶解 生成绿色溶液,无臭鸡蛋气味。 反应方程式:2CrCl+3Na2S+3H2O→2Cr(OH)3!+3H2S↑+6NaCl 213Cr离子的鉴定:取1~2滴含有Cr(0.1 mol/L CrCl3)的溶液,加入 6 mol/nAoh使Cr转化为NaCO2后,再过量2滴,然后加入3滴3%H2O2,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6 Mol/L HNO3酸化摇动 试管,在乙醚层出现深蓝色(CO),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
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H2O2微热,溶液呈浅黄色,加入乙醚、INO3酸化后,乙醚层出现深蓝色, 反应方程式:CrCl3+3NaOH(适量)→C(OH)↓+3NaCl Cr(OH)3+NaOH(过量)→ Nacro2+2H2O 3H2O2 Cr2O7 +H2O CnOn2+4H2O2+2H→5H2O+2CO(乙醚层呈蓝 色) 22六价铬化合物的性质 22.1三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↑ 222重铬酸钾的氧化性:将0.1mo/LK2Cr2O溶液用1moLH2SO4酸化。分两份 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:CnO2+3NO2+8H→2Cr3+3NO3+4H2O Cr2O7+3S03+ 8H-2Cr+3 SO4+ 4H2O 223C0O2和CrO2离子在水溶液中的平衡:往K2Cr2O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Cr2O2加入OH,溶液从橙色变黄色溶液,再在CrO2溶液中加 ,溶液从黄色变为橙色 反应方程式:2CrO4+2HCr2O12+H2O 224难溶性铬酸盐:在三支试管中各加入0.5mL0.moLK2Cr2O7溶液,再分别加 入0.1mol/ L AgNO3溶液,O.1 mol/l BaCl2溶液,0.1 mol/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+Cn0O2+H2O42Ag2CrO4↓+2H
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+
2Ba+ Cr207 +H20+ 2BaCrO4)+2H 2Pb2*+Cr20+H20++2PbCrO4l+2H 23二价锰化合物的性质 23.1氢氧化锰(Ⅱ)的生成和性质:取三支试管,各加几滴01 mol/L enso4溶液和 2mol仉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2 Mol/L HCl溶液,观察有什 么变化?在第三支试管中加入2mo/ 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2 mol/L HCI溶液,沉淀 溶解;加入2 mol/L NaoH溶液无变化。 反应方程式:Mn2+2OH→Mn(OH)2↓ 2Mn(OH)2+O2→2 MnO(OH Mn(OHz↓+2HCl→2MnCl2+2H2O 232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 2.33二价锰氧化为七价锰:往3mL2mol/LHNO3中加入1滴005 mol/L MnSo4溶液 再加入少量的 NaBil3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++5NaBO3+14H→2MnO4+5Na+5Bi3++7H2O 24四价锰化合物的生成和性质 (1)往0.5mL0. Imol/L高锰酸钾溶液中加入0.lmoL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·nhH2O↓+2H2SO4 (2)往lmL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O(使带余烬木条复燃)和粉红色MnSO4溶液
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
反应方程式:2MnO2(s)+2H2SO4=2MnSO4+O2↑+2H2O 25七价锰化合物的性质 2.5,1高锰酸钾的热分解:在一支试管中加入少量KMnO4固体,加热,观察反应现 象,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 液的颜色 实验现象:固体颜色由紫色变为棕黑色,并有O2放出(使带余烬木条复燃) 棕黑色固体放入水中,溶液呈绿色并有MnO2沉淀。 反应方程式:2KMnO→MnO2+K2MnO4+O2↑ 2.52高锰酸钾在不同介质中的氧化性: (1)往0.5mL0.1 mol/LNa2SO3溶液中加入0.5mL1mol/LH2SO4,再加入几滴 000lmol/ L KMnO4溶液,观察反应物的颜色和状态 实验现象:溶液由紫色变粉色。 反应方程式:2MnO4+5S032+6H+→2Mn2+5O42+3H2O (2)用0.5mL蒸馏水代替 Imol/LH2SO4溶液,进行同样的实验和观察。 实验现象:生成褐色沉淀 反应方程式:2MnO4+3SO32+H2O→2MnO2+3SO42+2OH (3)用0.5mL6 mol/nAoh溶液代替H2SO4溶液,进行同样的实验和观察。 实验现象:溶液由紫色变绿色。 反应方程式:2MnO1+SO32+2OH→2MnO4+SO4+H2O 3.思考题 (1)怎样从实验中确定Cr(OH)3是两性氢氧化物 (2)在本实验中,如何实现Cr3→Cr”→Cr的转化? (3)怎样用生成过氧化铬的方法来鉴定Cr的存在? (4)本实验中Mn2、MnO、MnO1;是在怎样条件下生成的? (5)KMnO4的还原产物与介质有什么关系?
反应方程式：2MnO2(s) + 2H2SO4 = 2MnSO4 + O2↑+ 2H2O 2.5 七价锰化合物的性质 2.5.1 高锰酸钾的热分解：在一支试管中加入少量 KMnO4 固体，加热，观察反应现 象，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 的颜色。 实 验 现 象 ：固体颜色由紫色变为棕黑色，并有 O2 放出（使带余烬木条复燃）， 棕黑色固体放入水中，溶液呈绿色并有 MnO2沉淀。 反应方程式：2KMnO → MnO2 + K2MnO4 + O2↑ 2.5.2 高锰酸钾在不同介质中的氧化性： (1) 往 0.5mL 0.1mol/LNa2SO3 溶液中加入 0.5mL 1mol/L H2SO4,再加入几滴 0.001mol/L KMnO4 溶液，观察反应物的颜色和状态. 实 验 现 象 ：溶液由紫色变粉色。 反应方程式： 2MnO4 - + 5SO3 2- + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO4 2- + 3H2O （2）用 0.5mL 蒸馏水代替 1mol/L H2SO4 溶液，进行同样的实验和观察。 实 验 现 象 ：生成褐色沉淀 。 反应方程式： 2MnO4 - + 3SO3 2- + H2O →2MnO2 + 3SO4 2- + 2OH- （3）用 0.5mL 6mol/LNaOH 溶液代替 H2SO4溶液，进行同样的实验和观察。 实 验 现 象 ：溶液由紫色变绿色。 反应方程式：2MnO4 - + SO3 2- + 2OH- → 2MnO4 2-+ SO4 2- + H2O 3. 思考题 (1) 怎样从实验中确定 Cr(OH)3 是两性氢氧化物? (2) 在本实验中，如何实现 Cr3+→ Cr6+→ Cr3+的转化? (3) 怎样用生成过氧化铬的方法来鉴定 Cr3+的存在? (4) 本实验中 Mn2+、MnO2、MnO4 - ；是在怎样条件下生成的? (5) KMnO4 的还原产物与介质有什么关系?
