實(shí)驗(yàn)17鉻錳鐵鈷鎳

-.z.實(shí)驗(yàn)17鉻、錳、鐵、鈷、鎳重點(diǎn)講容;:性質(zhì)鉻："天大"P410—P414鐵；P423—427錳；P418—421鈷；P423—427鎳；P423—427一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；掌握鉻、錳、鐵、鈷、鎳氫氧化物的酸堿性和氧化復(fù)原性。掌握鉻、錳重要氧化鈦之間的轉(zhuǎn)化反響及其條件掌握鐵、鈷、鎳配合物的生成和性質(zhì)掌握錳、鉻、鐵、鈷、鎳硫化物的生成和溶解性學(xué)習(xí)Cr3+Mn2+Fe2+Fe3+Co2+Ni2+二．實(shí)驗(yàn)原理;鉻、錳、鐵、鈷、鎳是周期系第？周期第VIB—VIII族`元素，它們都是能形成多種氧化值的化合物。鉻的重要氧化值為+3和+6；錳的重要氧化值為+2+4+6+7;鐵、鈷、鎳的重要氧化值是+2+3.Cr(OH)3是兩性的氫氧化物。Mn〔OH〕2和Fe〔OH〕2都很容易被空氣的O2氧化，Cr〔OH〕2也能被空氣中的O2慢慢氧化。由于Co3+和Ni3+都具有強(qiáng)氧化性。Co〔OH〕3和Ni〔OH〕3與濃鹽酸反響，分別生成Co〔II〕和Ni〔II〕的鹽在堿性條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化得到。例；2Ni2++6OH-+Br2===2Ni〔OH〕3〔s〕+2Br-Cr3+和Fe3+都易發(fā)生水解反響。Fe3+具有一定的氧化性，能與強(qiáng)復(fù)原劑反響生成Fe2+在酸性溶液中，Cr3+和MN2+的復(fù)原性都較弱，只有用強(qiáng)氧化劑才能將它們分別氧化為CrO72-和MnO4-在酸性條件下，利用Mn2+和NaBiO3的反響可以鑒定Mn2+，例；2Mn2++5NaBiO3+14H+===2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O(HNO3介質(zhì))在堿性溶液中，[Cr〔OH〕4]-可被H2O2氧化為CrO42-Cr3++4OH-→[Cr(OH)4]-2[Cr(OH)4]-+H2O2+2OH-→2CrO42-+8H20〔堿性介質(zhì)〕R酸與CrO42-生成有色沉淀的金屬離子均有干擾在酸性溶液中，CrO42-轉(zhuǎn)變?yōu)镃r2O72-.Cr2O72-與H2O2反響生成深藍(lán)色的CrO5.此可鑒定Cr3+在重鉻酸鹽溶液中，分別參加Ag+、Pb2+、Ba2+等。能生成相應(yīng)的鉻酸鹽沉淀那么：CrO72-+2Ba2+H++H2O→BaCrO4+2H+Cr2O92-和MnO4-都具有強(qiáng)氧化性。酸性溶液中CrO72-被復(fù)原為Cr3+.MnO4-在酸性、中性、強(qiáng)堿性溶液中的復(fù)原產(chǎn)物分別為Mn2+、MnO2沉淀和MnO42-。MnO4-+8H++5e===Mn2++4H2OMnO4-+2H2O+5e====MnO2↓+4OH-在堿性溶液中，MnO4-與MnO2反響也能生成MnO42-2MnO4-+2MnO2+4OH-====MnO4-+2H2O在酸性甚至中性溶液中，MnO4-歧化為MnO4-和MnO24MnO4-+4H+===4MnO2+3O2↑+2H2O在酸洗溶液中，MnO2也是強(qiáng)氧化劑。MnS、FeS、CoS、NiS都能溶于稀酸，MnS還能溶于HAc溶液這些硫化物需要在弱堿性溶液中制得。生成CoS和NiS沉淀，由于晶體構(gòu)造改變而難溶于稀酸鉻、錳、鐵、鈷、鎳都能形成多種配合物。Co2+和Ni2+能與過(guò)量的氨水反響分別能生成[Co(NH3)6]2+和[Ni(NH3)6]2+錳鉻鐵鈷鎳氫氧化物的生成和性質(zhì)步驟現(xiàn)象反響式結(jié)論與解釋灰綠色藍(lán)紫色亮綠色白色↓橙色↓CrCl3+3NaoH→Cr(OH)3↓+NaClCr3++3OH-→Cr(OH)3↓Cr(OH)3+3HCl→CrCl3+3H2OCr3++3H+→Cr3++3H2OCr(OH)3+4(OH)-→[Cr(H2O)4]-+[Cr(H2O)6]3+MnSO4+2NaOH→Mn(OH)2↓Mn2++2OH-→Mn(OH)2↓Mn(OH)2+O2(空氣)→Mn(OH)2+2H2O2Mn(OH)2+O2→2MnO(OH)2Mn(OH)2+H2SO4→MnSO4Cr(OH)3難溶于水，具有兩性參P411Cr(OH)3難溶于水，可溶于酸生成[Cr(H2O)6]3+,可溶于堿生成[Cr(H2O)4]-1參P419堿性中生成Mn(OH)2↓,Mn(OH)2↓在空氣中不穩(wěn)定過(guò)速氧化生成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期穩(wěn)定，用強(qiáng)氧化劑Mn2+被氧化白色紅棕色測(cè)定溶解粉紅色褐色測(cè)定溶解Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2(空氣)+2H2O→4Fe(OH)3↓Fe(OH)2↓+2H+→Fe2++2H2OCo2++2OH-→Co(OH)2↓Co(OH)2↓+O2→2CoO(OH)↓Co(OH)2↓+2H+→Co2++H2O參P424Fe(OH)2很不穩(wěn)定，易被氧化，生得白色Fe(OH)2后即被空氣氧化成Fe(OH)3,在酸性介質(zhì)中，較穩(wěn)定參P424比Fe(OH)2穩(wěn)定，但在空氣中緩慢被氧化生成CoO(OH)↓蘋(píng)果綠色紅棕色沉淀溶解褐色藍(lán)色Ni2++2OH--→Ni(0H)2↓Fe3++3OH--→FeO〔OH〕↓+H2OFeO(OH)↓+3H+→Fe3++2H2OFeO(OH)↓+HCl→FeCl3+3H2OFeO(OH)↓+3O→[Fe(OH)6]3+Co(OH)2+Br2+2OH--→CoO(OH)↓+2Br--+2H2O2CoO(OH)↓+6HCl→2CoCl2+Cl2↑+4H2O2I-+Cl2→I2+2Cl--Ni(OH)2穩(wěn)定，不會(huì)被空氣氧化，F(xiàn)e(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2復(fù)原性依次增強(qiáng)，參P424易溶于酸溶于熱且高濃度堿CoO(OH)可氧化鹽酸，放出氯氣二、Cr(III)的復(fù)原性和Cr3+的鑒定Cr3++3OH-→Cr(OH)3+OH-→[Cr(OH)4]-[Cr(OH)4]-+3H2O+2OH-→2Cr42-+8H2O2CrO42-+→Cr2O72-Cr2O72-+4H2O2→2CrO5↓此可鑒定Cr3+在堿性中氧化值為+3價(jià)的[Cr(OH)4]-有較強(qiáng)的復(fù)原性，而被中強(qiáng)氧化劑氧化為：CrO42-在強(qiáng)氧化劑中，氧化為：CrO5(穩(wěn)定)在乙醚或戊醇中穩(wěn)定〔在CrO5中含有過(guò)氧基CrO(O2)會(huì)會(huì)不斷緩解成Cr3+,并放出氧?！滁S綠色黃色蘭色橙紅色步驟現(xiàn)象反響式結(jié)論或解釋三、CrO42-和CrO72-的相互轉(zhuǎn)化鉻酸鹽、重鉻酸鹽在溶液中存在平衡移動(dòng)重鉻酸鹽大都易溶于水黃→橙紅無(wú)變化淺黃色檸檬色2CrO42-+→CrO72-+H2OCrO72-+2Ba2++H2O→2BaCrO4↓+2H+Cro42-+2Ba2++H2O+2H+→BaCrO4↓+2H+CrO72-+Ba2++H2O+H+→BaCrO4↓+2H+鉻酸鹽多難溶于水四、CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性與Fe2+的復(fù)原性在酸性介質(zhì)中具有強(qiáng)氧化性介質(zhì)不同其產(chǎn)物也不同在強(qiáng)堿性溶液中，生成MnO42-在酸性甚至近中性溶液中MnO4-轉(zhuǎn)化為MnO4-和MnO2黃色沉淀析出無(wú)變化黑色沉淀CrO72-+3H2S+8H+→2Cr3++3S+7H2O2MnO2-+5FeSO4→MnSO4+5Fe3++3H2O2Fe3++Sn2+→Fe2++SO42-2MnO4-+MnSO4→5MnO2↓+SO42-2MnO4-+2MnO2→MnO42-+2H2O4MnO4-+4H+→4MnO2↓+3O2↑+2H2O步驟現(xiàn)象反響式結(jié)論或解釋五、錳鉻鐵鈷鎳硫化物的性質(zhì)MnS、Fe、CoS、NiS均溶于？？MnS還能溶于HAc溶液不溶〞…〞不溶〞…〞不溶〞…〞灰綠色肉色→白色沉淀溶解溶于稀酸Cr(SO4)3+NaS→Cr(OH)3+H2S↑MnSO4+H2S→MnS+NH3·H2O→Mn(OH)2Mn(OH)2+2H+→Mn2++H2OFe3++H2S→FeSFe2++H2S→FeSCo2++H2S→CoSNi+H2S→NiS六、鐵鈷鎳的配合物Fe2+溶液中加赤血鹽溶液Fe3+溶液加黃血鹽溶液均可生成蘭色沉Co2+與反響式[Co(NCS)4]2-[Co(NCS)4]2-在水浴中不穩(wěn)定，可生成粉紅色[Co(H2O)6]2+Ni2+在過(guò)量氨水中可生成比擬穩(wěn)定的[Ni(NH3)6]2+藍(lán)色藍(lán)色土黃紅棕色藍(lán)或綠藍(lán)鮮紅色K4[Fe()6]+FeCl3→K[Fe()6Fe]↓K++Fe3++[Fe()6]4-→[KFe()6Fe]↓(普魯士藍(lán))K++Fe2++[Fe()3]3-→[KFe()6Fe]CoCl+NH4Cl+NH3·H2O→[Co(NH)6]2+→[Co(NH3)6]3+CoCl2+KS+丙酮→[Co(SNC)4]2-NiSO4+NH3·H2O→[Ni(NH3)6]2+[Ni(NH3)6]2++丁二酮肟〔用來(lái)鑒定Ni+〕二．鉻錳鐵鈷鎳氫氧化物的生成和性質(zhì)步驟現(xiàn)象反響式結(jié)論與解釋灰綠色藍(lán)紫色亮綠色白色↓橙色↓CrCl3+3NaoH→Cr(OH)3↓+NaClCr3++3OH-→Cr(OH)3↓Cr(OH)3+3HCl→CrCl3+3H2OCr3++3H+→Cr3++3H2OCr(OH)3+4(OH)-→[Cr(H2O)4]-+[Cr(H2O)6]3+MnSO4+2NaOH→Mn(OH)2↓Mn2++2OH-→Mn(OH)2↓Mn(OH)2+O2→Mn(OH)2+2H2O2Mn(OH)2+O2→2MnO(OH)2Mn(OH)2+H2SO4→MnSO4Cr(OH)3難溶于水，具有兩性參P411Cr(OH)3難溶于水，可溶于酸生成[Cr(H2O)6]3+,可溶于堿生成[Cr(H2O)4]-1參P419堿性中生成Mn(OH)2↓,Mn(OH)2↓在空氣中不穩(wěn)定過(guò)速氧化生成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期穩(wěn)定，用強(qiáng)氧化劑Mn2+被氧化白色紅棕色沉淀溶解粉紅色褐色沉淀溶解Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2(空氣)+2H2O→4Fe(OH)3↓Fe(OH)2↓+2H+→Fe2+2H2OCo2++2OH-→Co(OH)2↓Co(OH)2↓+O2→2CoO(OH)↓Co(OH)2↓+2H+→Co2++H2O參P424Fe(OH)2很不穩(wěn)定，易被氧化，生得白色Fe(OH)2后即被空氣氧化成Fe(OH)3,在酸性介質(zhì)中，較穩(wěn)定比Fe(OH)2穩(wěn)定，但在空氣中緩慢被氧化生成CoO(OH)↓蘋(píng)果綠色紅棕色測(cè)定溶解褐色藍(lán)色Ni2++2OH--→Ni(0H)2↓Fe3++3OH--→FeO〔OH〕↓+H2OFeO(OH)↓+3H+→Fe3++2H2OFeO(OH)↓+HCl→FeCl3+3H2OFeO(OH)↓+3OH-→[Fe(OH)6]3+Co(OH)2+Br2+2OH--→CoO(OH)↓+2Br--+2H2O2CoO(OH)↓+6HCl→2CoCl2+Cl2↑+4H2O2I-+Cl2→I2+2Cl—Ni(OH)2穩(wěn)定，不會(huì)被空氣氧化，F(xiàn)e(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2復(fù)原性依次增強(qiáng)，參P424易溶于酸溶于熱且高濃度堿CoO(OH)可氧化鹽酸，放出氯氣二、Cr(III)的復(fù)原性和Cr3+的鑒定Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓+OH-→[Cr(OH)4]-[Cr(OH)4]-+3H2O+2OH-→2Cr42-+8H2O2CrO42-+→Cr2O72-Cr2O72-+4H2O2→2CrO5↓此可鑒定Cr3+在堿性中氧化值為+3價(jià)的[Cr(OH)4]-有較強(qiáng)的復(fù)原性，而被中強(qiáng)氧化劑氧化為：CrO42-在強(qiáng)氧化劑中，氧化為：CrO5(穩(wěn)定)在乙醚或戊醇中穩(wěn)定〔在CrO5中含有過(guò)氧基CrO(O2)會(huì)會(huì)不斷緩解成Cr3+,并放出氧?！滁S綠色黃色蘭色橙紅色步驟現(xiàn)象反響式結(jié)論或解釋三、CrO42-和CrO72-的相互轉(zhuǎn)化鉻酸鹽、重鉻酸鹽在溶液中存在平衡移動(dòng)重鉻酸鹽大都易溶于水黃→橙紅無(wú)變化淺黃色〔檸檬色〕2CrO42-+→CrO72-+H2OCrO72-+2Ba2++H2O→2BaCrO4↓+2H+Cro42-+2Ba2++H2O+2H+→BaCrO4+2H+CrO72-+Ba2++H2O+H+→BaCrO4↓+2H+鉻酸鹽多難溶于水四、CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性與Fe2+的復(fù)原性在酸性介質(zhì)中具有強(qiáng)氧化性介質(zhì)不同其產(chǎn)物也不同在強(qiáng)堿性溶液中，生成MnO42-在酸性甚至近中性溶液中MnO4-轉(zhuǎn)化為MnO4-和MnO2黃沉淀析出無(wú)變化CrO72-+3H2S+8H+→2Cr3++3S+7H2O2MnO2-+5FeSO4→MnSO4+5Fe3++3H2O2Fe3++Sn→Fe2++SO42-2MnO4-+MnSO4→5MnO2↓+SO42-2MnO4-+2MnO→MnO42-+2H2O4MnO4-+4H+→4MnO2↓+3O2↑+2H2O步驟現(xiàn)象反響式結(jié)論或解釋五、錳鉻鐵鈷鎳硫化物的性質(zhì)MnS、Fe、CoS、NiS均溶于？？MnS還能溶于HAc溶液不溶〞…〞不溶〞…〞不溶〞…〞灰綠色肉色→白色沉淀溶解溶于稀酸Cr(SO4)3+NaS→Cr(OH)3+H2S↑MnSO4+H2S→MnS+NH3·H2O→Mn(OH)2Mn(OH)2+2H+→Mn2++H2OFe3++H2S→FeS〔黑〕Fe2++H2S→FeS〔黑〕Co2++H2S→CoS〔紫〕Ni2++H2S→NiS〔黑〕六、鐵鈷鎳的配合物Fe2+溶液中加赤血鹽溶液Fe3+溶液加黃血鹽溶液均可生成蘭色沉淀Co2+與反響式[Co(NCS)4]2-[Co(NCS)4]2-在水浴中不穩(wěn)定，可生成粉紅色[Co(H2O)6]2+Ni2+在過(guò)量氨水中可生成比擬穩(wěn)定的[Ni(NH3)6]2+藍(lán)色藍(lán)色土黃紅棕色藍(lán)或綠藍(lán)鮮紅色K4[Fe()6]+FeCl3→K[Fe()6Fe]↓K++Fe3++[Fe()6]4-→[KFe()6Fe]↓(普魯士藍(lán))K++Fe2++[Fe()3]3-→[KFe()6Fe]CoCl+NH4Cl+NH3·H2O→[Co(NH)6]2+→[Co(NH3)6]3+CoCl2+KS+丙酮→[Co(SNC)4]2-NiSO4+NH3·H2O→[Ni(NH3)6]2+[Ni(NH3)6]2++丁二酮肟〔用來(lái)鑒定Ni+〕七．試設(shè)計(jì)兩組混合離子進(jìn)展別離鑒定含Cr3+和Mn2+的混合液混合液3-4滴+6MNaOH+3%H2O離子別離↓微熱溶液沉淀CrO2-4Mn〔OH〕2+HNO2酸化加HAC；Pb〔NO3〕2或PbAc加NaBiO3黃色〔示有Cr3+〕紫紅色〔示有Mn2+〕可能含有Pb2+Fe3+和Co的混合液加KS加Na加NH4S加HAc；K2CrO4血紅色黃色或綠色黃色[Fe〔NCS〕]2+[Co〔NCS〕4]2-PbCrO4↓示有Fe3+示有Co2+示有Pb2+思考題試總結(jié)鉻、錳、鐵、鈷、鎳氫氧化物的酸堿性和氧化復(fù)原性答：氫氧化鉻難溶于水，具有兩性，易溶于酸形成藍(lán)紫色的[Cr〔H2O〕6]3+，也易溶于堿形成亮綠色的[Cr〔OH〕4]-〔或[Cr〔OH〕6]3-〕。由鉻的電極電勢(shì)圖可知；在酸性溶液中，氧休數(shù)為+6的鉻〔Cr2O2-7〕有較強(qiáng)的氧化性，可被復(fù)原為Cr3+；而Cr2+有較強(qiáng)的復(fù)原性，可被氧化為Cr3+；在Co〔OH〕3中參加濃HCl，有時(shí)會(huì)生成藍(lán)色的溶液，加水稀釋后變?yōu)榉奂t色，試解釋之答：Co〔OH〕3是兩性的氫氧化物，生成藍(lán)色溶液是由于濃HCl有復(fù)原性，可將Co3+復(fù)原為Co2+，CoCl2為藍(lán)色；加水稀釋后，反響生成CoCl·6H2O〔粉紅色〕。在K2Cr2O7溶