鉻錳鐵鈷鎳相關(guān)性質(zhì)

1、第十三章 過渡元素 （二） 鉻 錳 鐵 鈷 鎳 第一節(jié) 鉻及其化合物第二節(jié) 錳及其化合物第三節(jié) 鐵 鈷 鎳第一節(jié) 鉻及其化合物1.1 鉻單質(zhì)1.2 鉻的化合物1.3 鉻鹽1.4 含個(gè)廢水的處理1.1鉻單質(zhì)1.鉻分族（VIB）：Cr Mo W2. 價(jià)電子構(gòu)型：（n-1）d45ns123. 鉻以鉻鐵礦Fe(CrO2)2的形式存在4. 單族的獲得方式如下：單質(zhì)鉻的性質(zhì)（1） 鉻元素的電勢圖 1.33 -0.41 -0.91 -0.74 -1.3 -1.1 -1.4 -1.32.性質(zhì) （1）灰白色，熔點(diǎn)沸點(diǎn)高，硬度大 （2）活潑金屬，表面已形成一層氧化膜， 活潑性下降（2） 無膜金屬與鹽酸的反應(yīng) O2

2、 Cr3+(紫) 在冷，濃硝酸中鈍化1.2 鉻的化合物（1）.Cr2O3(鉻綠)制備：性質(zhì)：（2）.Cr(OH)3 適量OH- 灰綠 OH- 亮綠色Cr3+ Cr(OH)3 Cr(OH)-4 H2O + Cr2O3(綠)1.3 鉻鹽（1）.Cr3+鹽Cr2(SO4)3, KCr(SO4)212HO CrCl31).水解2）.還原性3）.氧化性：（2）.Cr2O72-與CrO4-間的轉(zhuǎn)化pH值的影響 （黃） （橙） Ph2： Cr2O7為主 Ph>6: CrO42- 為主 溶解度的影響（3）.Cr2O7的氧化性 洗液：K2Cr2O7飽和溶液+H2SO4(濃) 暗紅色，針狀（3） Cr（）的

3、鑒定 H+ 藍(lán)色 （乙醇）（戊醇） 第二節(jié) 錳及其化合物 1 錳單質(zhì) 2. 錳的化合物1. 錳單質(zhì) 2.錳分族（B）:Mn Te Re價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d5ns2 錳的存在：軟錳礦（MnO2*H2O） 錳單質(zhì)的性質(zhì)白色金屬，硬度脆活潑金屬： 2、錳的化合物Mn的價(jià)態(tài)電子構(gòu)型：3d54s2可形成多種氧化態(tài)：從+2+7 最高氧化數(shù)=價(jià)電子數(shù) 錳的電勢圖酸性溶液EA/V 1.695 1.23堿性溶液EB/V 0.588 -0.05Mn（OH）2 (白色) 二羧氧錳結(jié)論：Mn（）在堿性條件下不穩(wěn)定（還原性強(qiáng)） 在酸性條件下穩(wěn)定（還原性強(qiáng)） MnO2黑色無定形粉末，不溶于水和硝酸不穩(wěn)定性氧化性強(qiáng)（主

4、）還原性（一定程度） 濃堿溶液MnS（肉色）重要反應(yīng)方程式 第三節(jié) 鐵 鈷 鎳1 鐵、鈷、鎳的單質(zhì)2 鐵、鈷、鎳的化合物1. 鐵、胡、鎳的單質(zhì)族 Fe Co Ni 鐵系鉑系 Ru Rh Pd Os Ir Pt最高氧化值不等于族序數(shù)1. 單質(zhì)的存在 赤鐵礦：Fe2O3: 磁鐵礦：Fe3O4 黃鐵礦：FeS2 輝鐵礦：CoAsS 鎳黃鐵礦：NiS FeS ; 2. 單質(zhì)的物理性質(zhì) （1） 白色金屬，磁性材料 （2） m.p. Fe>CoNi3. 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) （1） Co.Ni反應(yīng)緩慢（2）鈍化 濃、冷HNO3可使Fe、Co、Ni鈍化 濃H2SO4可使Fe鈍化（4） 純Fe、Co、Ni在水

5、、空氣中穩(wěn)定加熱時(shí)，F(xiàn)e.，Co，Ni可與O2 S，X2等反應(yīng)2、鐵、鈷、鎳的化合物鐵的重要化合物 鈷（）和鎳（）的重要化合物 氫氧化物 （慢） 氯化羧鉻（堿式氯化鈷）M=Co,Ni 還原性：Fe（）>Co（）>Ni（） 鹵化物 FeCl3有明顯的共價(jià)性，易潮解。 CoCl36H2O變色硅膠9052.5CoCl22H2O 紫紅 CoCl26H2O120CoCl2H2O 藍(lán)紫 CoCl2藍(lán)色 Fe（），Co（），Ni（）的硫化物3.2×10-19()1.0×10-24()2.0×10-26()6.3×10-184×10-21()2&#

6、215;10-25() FeS CoS NiSKa 黑色 不溶于水稀酸溶性但CoS,NiS形成后由于晶型轉(zhuǎn)變而不在溶于酸 重要方程式2、水溶液中的配合反應(yīng) 胺配合物 Cl- 土黃色 紅色 藍(lán)色SO42- 藍(lán)色 淺綠色（不易觀察到）注1.加入NH4Cl促使平衡向右移實(shí)驗(yàn)時(shí)先加入NH4Cl，后加入NH3H2O看不到藍(lán)色注2. 硫氰配合物 鑒定Fe3+ 異硫氰合鐵 鑒定Co2+ 四異硫氰合鈷 實(shí)驗(yàn)中用固體KSCN或NH4SCN 氰配合物 黃 土黃堿性條件下分解常用鹽：K4Fe（CN）6 黃血鹽 黃色 K3Fe（CN）6赤血鹽 晶體為紅色 淺棕色 茶綠色 強(qiáng)還原性 黃色 橙黃色說明：Co（）的配合物很

7、多，可大體分為兩類： 粉紅色（八面體） 藍(lán)色（四面體）Co（）的嗎吧面體配合物大都是高自旋的。Co（CN）5(H2O)3-是低自旋的。Co2+（3d7）中只有一個(gè)電子處于能級(jí)高的eg軌道，因而以失去。3. 離子的鑒定Fe離子的鑒定：Fe2+的鑒定：（酸性條件） 滕氏藍(lán) Fe3+的鑒定：（酸性條件） 普魯土藍(lán) Cu2+的鑒定：（弱酸性） 紅棕S2-的鑒定： 五氰亞硝酸合鐵（）酸根K+的鑒定： 六硝基合鈷（）酸甲 Ni離子的鑒定 丁二月虧 鮮紅色鉻，錳及其化合物的相關(guān)性質(zhì)1. 了解鉻和錳的各種常見化合物的生成和性質(zhì)。2. 掌握鉻和錳各種氧化態(tài)之間的轉(zhuǎn)化條件。3. 了解鉻和錳化合物的氧化還原性及介質(zhì)

8、對(duì)氧化還原性產(chǎn)物的影響。1. 鉻在酸性條件下，用鋅還原Cr3+或Cr2O72-，均可得到天藍(lán)色的Cr2+2Cr3  Zn 2Cr2  Zn2Cr2O72-  4Zn 14H+  2Cr2  4Zn2  7H2O灰綠色的Cr（OH）3呈兩性：Cr（OH）3  3H+  Cr3  3H2OCr（OH）3  OH-  Cr（OH）4（亮綠色）向含有Cr3的溶液中加入Na2S并不生成Cr2S3，因?yàn)镃r2S3在水中完全水解：2Cr3  3S2-  6H2O 2Cr（OH）3

9、  3H2S在堿性溶液中，Cr（OH）4具有較強(qiáng)的還原性，可被H2O2氧化為CrO42-：2Cr（OH）4-  3H2O2  2OH-  2CrO42-  8H2O但在酸性溶液中，Cr3的還原性較弱，只有象K2S2O8或KMnO4等強(qiáng)氧化劑才能將Cr3氧化為Cr2O72-： 2Cr3  3S2O82-  7H2O Cr2O72-  6SO42-  14H+在酸性溶液中，Cr2O72-是強(qiáng)氧化劑，例如：K2Cr2O7 14HCl（濃） 2CrCl3  3Cl2  2KCl 7H

10、2O重鉻酸鹽的溶解度較鉻酸鹽的溶解度大，因此，向重鉻酸鹽溶液中加Ag+、Pb+、Ba2+等離子時(shí)，通常生成鉻酸鹽沉淀，例如：Cr2O72-  4Ag+  H2O 2Ag2CrO4（磚紅色） 2H+Cr2O72-  2Ba2+  H2O 2BaCrO4（黃色） 2H+在酸性溶液中，Cr2O72-與H2O2能生成深藍(lán)色的加合物CrO5，但它不穩(wěn)定，會(huì)很快分解為Cr3和O2。若被萃取到乙醚或戊醇中則穩(wěn)定得多。主要反應(yīng)為：Cr2O72-  4H2O2  2H+  2CrO（O2）2（深藍(lán)） 5H2OCrO（O2）2  （C

11、2H5）2O CrO（O2）2 （C2H5）2O（深藍(lán)）4CrO（O2）2  12H+  4Cr3  7O2  6H2O此反應(yīng)用來鑒定Cr（）或Cr（）。2. 錳Mn（OH）2易被氧化Mn2+  2OH-  Mn（OH）2（s）（白色）2Mn（OH）2  O2  2MnO（OH）2（s）（棕色）在濃硫酸中，MnSO4與KMnO4反應(yīng)可生成深紅色的Mn3+（實(shí)際是硫酸根的配合物）：MnO4-  4Mn2+  8H+  5Mn3+  4H2OMn3+可存在于濃硫酸中，若

12、酸度降低，則Mn3+歧化為Mn2+和MnO2：2Mn3+  2H2O Mn2+  MnO2（s） 4H+在中性或近中性的溶液中，MnO4-與Mn2+反應(yīng)生成MnO2：2MnO4-  3Mn2+  2H2O 5MnO2（s） 4H+在酸性介質(zhì)中，MnO2是較強(qiáng)的氧化劑，本身被還原為Mn2+：2MnO2  2H2SO4(濃) 2MnSO4  O2  2H2OMnO2  4HCl（濃） MnCl2  Cl2  2H2O后一反應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室中制取少量氯氣。在強(qiáng)堿性溶液中，MnO4-能發(fā)生下列反應(yīng)，生成淺藍(lán)

13、色的不穩(wěn)定的MnO3-，并放出氧氣：2MnO4-  2MnO3-  O2MnO3-進(jìn)一步歧化反應(yīng)：2MnO3-  MnO42-  MnO2在強(qiáng)堿條件下，強(qiáng)氧化劑能把MnO2氧化成綠色的MnO42-2MnO4-  MnO2  4OH-  3MnO42-  2H2OMnO42-只在強(qiáng)堿性（pH13.5）溶液中才能穩(wěn)定存在，在中性或酸性介質(zhì)中，MnO42-發(fā)生歧化反應(yīng)：3MnO42-  4H+  2MnO4-  MnO2  2H2O在有硝酸存在下，Mn2+可被NaBiO3或PbO2

14、氧化成MnO4-，例如：5NaBiO3  2Mn2+  14H+  2MnO4-  5Bi3+  5Na+ 7H2O1. 鉻的化合物的性質(zhì)（1）Cr2+的生成在1mLCrCl3（0.1mol·L1）溶液中加入1mLHCl（6mol·L1）溶液，再加少量鋅粉，微熱至有大量氣體逸出，觀察溶液的顏色由暗綠變?yōu)樘焖{(lán)色。用滴管將上部清液轉(zhuǎn)移到另一支試管中，在其中加入數(shù)滴濃HNO3，觀察溶液的顏色有何變化？寫出反應(yīng)方程式。（2）氫氧化鉻的生成和酸堿性用CrCl3（0.1mol·L1）溶液和NaOH（2mol·

15、;L1）溶液生成Cr（OH）3，檢驗(yàn)它的酸堿性。（3）Cr（）的還原性a. 在CrCl3（0.1mol·L1）溶液中加入過量的NaOH（2mol·L1）溶液使呈亮綠色，再加入H2O2（3）溶液，微熱，觀察溶液顏色的變化，寫出反應(yīng)方程式。b. 在Cr2(SO4)3（0.1mol·L1）溶液中加少量的K2S2O8（s），酸化，加熱，觀察溶液顏色的變化，寫出反應(yīng)方程式。（4）Cr3+在Na2S溶液中的完全水解在Cr2（SO4）3（0.1mol·L1）溶液中加Na2S（0.1mol·L1）溶液有何現(xiàn)象（可微熱）?怎樣證明有H2S逸出？寫出反應(yīng)方程式。（

16、5）CrO42和Cr2O72的相互轉(zhuǎn)化a. 在K2CrO4（0.1mol·L1）溶液中逐滴加入H2SO4（2mol·L1）溶液，然后逐滴加入NaOH（2mol·L1），觀察溶液顏色的變化。b. 在兩支試管中分別加入幾滴K2CrO4（0.1mol·L1）溶液和幾滴K2Cr2O7（0.1mol·L1）溶液，然后分別滴入Pb(NO3)2（0.1mol·L1）溶液，比較兩試管中生成沉淀的顏色。解釋現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式。c. 用AgNO3（0.1mol·L1）溶液代替Pb(NO3)2溶液，重復(fù)1（5）b實(shí)驗(yàn)。（6）Cr（）的氧化性a.

17、 在K2Cr2O7（0.1mol·L1）溶液中滴加H2S溶液（飽和），有何現(xiàn)象？寫出反應(yīng)方程式。b. 取少量K2Cr2O7（s），加入10滴濃HCl，加熱,檢查逸出的氣體并觀察溶液顏色的變化。寫出反應(yīng)方程式。（7）Cr3+的鑒定取5滴含有Cr3+的溶液，加入過量的NaOH（6mol·L1）溶液，使溶液呈亮綠色，然后滴加H2O2（3）溶液，微熱至溶液呈黃色，待試管冷卻后，再補(bǔ)加幾滴H2O2和0.5mL戊醇（或乙醚），慢慢滴入HNO3（6mol·L1）溶液，搖蕩試管，戊醇層中出現(xiàn)深藍(lán)色，表示有Cr3+存在。寫出各步反應(yīng)方程式。2. 錳的化合物的性質(zhì)（1）Mn（OH）2

18、的生成和性質(zhì)在3支試管中各加入0.5mL的MnSO4(0.1mol·L1)溶液，再分別加入NaOH（2mol·L1）溶液至有白色沉淀生成；在兩支試管中迅速檢查Mn（OH）2的酸堿性；另一支試管在空氣中振蕩，觀察沉淀顏色的變化。解釋現(xiàn)象，寫出反應(yīng)方程式。（2）MnS的生成和性質(zhì)在MnSO4（0.1mol·L1）溶液中滴加H2S溶液（飽和），有無沉淀生成？再向試管中加NH3·H2O（2mol·L1）溶液，搖蕩試管，有無沉淀生成？（3）Mn3+的生成和性質(zhì)取5滴MnSO4(0.5mol·L1)溶液加兩滴濃H2SO4，用冷水冷卻試管，然后加35滴KMnO4（0.01mol·L1）溶液，有何現(xiàn)象？將所得的溶液用Na2CO3（1mol·L1）中和，使pH值升高，則Mn3+歧化為Mn2+和MnO2。（4）MnO2的生成和性質(zhì)a. 將KMnO4（0.01mol·L1）溶液和MnSO4（0.5mol·L1）溶液混合后，是否有MnO2沉淀生成？b. 用MnO2和濃HCl制備氯氣，(見實(shí)驗(yàn)六中四.2（1）b)（5）MnO3的生成和性質(zhì)取1mLNaOH（40）溶液于試管中，加23滴KMnO4（0.01