实验17铬锰铁钴镍

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1、实验17铬、锰、铁、钴、镍重点讲内容;:性质铬： 天大 P410P414锰；P418421镍； P423427铁； P423427钴； P423427一实验目的；1、 掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。2、 掌握铬、锰重要氧化钛之间的转化反应及其条件3、 掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质4、 掌握锰、铬、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性5、 学习Cr3+Mn 2+Fe2+Fe3+Co2+Ni2+二实验原理 ;铬、锰、铁、钴、镍是周期系第？周期第VIBVIII 族元素，它们都是能形成多种氧化值的化合物。 铬的重要氧化值为 +3 和 +6；锰的重要氧化值为 +2+4+6+7; 铁、

2、钴、镍的重要氧化值是 +2+3.Cr(OH)3 是两性的氢氧化物。 Mn （OH）2 和 Fe（OH）2 都很容易被空气的 O2 氧化，Cr（ OH） 2 也能被空气中的 O2 慢慢氧化。由于 Co3+和 Ni3+都具有强氧化性。 Co（OH）3 和 Ni（OH）3 与浓盐酸反应，分别生成 Co（ II）和 Ni（ II）的盐在碱性条件下，用强氧化剂氧化得到。例；2Ni2+6OH-+Br2=2Ni（OH）3（s） + 2Br-Cr3+和 Fe3+都易发生水解反应。Fe3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe2+在酸性溶液中， Cr3+和 MN2+的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分

3、别氧化为 CrO72-和 MnO4-在酸性条件下，利用Mn 2+和 NaBiO3 的反应可以鉴定Mn 2+，例；2Mn2+3+4-+3+23介质)+5NaBiO+14H=2MnO+ 5Na5Bi + 7H O (HNO在碱性溶液中， Cr（OH）4-可被 H22 氧化为 CrO42-O4-Cr3+4OHCr(OH)2Cr(OH)4-+H2O2 +2OH- 2CrO42-+8H2 0（碱性介质）R 酸与 CrO42-生成有色沉淀的金属离子均有干扰在酸性溶液中， CrO42-转变为 Cr2O72-. Cr2O72-与 H2O2 反应生成深蓝色的CrO5.此可鉴定 Cr3+在重铬酸盐溶液中，分别加入

4、Ag+、Pb2+、Ba2+等。能生成相应的铬酸盐沉淀则：CrO72-+2Ba2+H+ H2O BaCrO4+2H+Cr2O92-和 MnO4-都具有强氧化性。2-3+酸性溶液中 CrO7 被还原为 Cr .MnO4-在酸性、中性、强碱性溶液中的还原产物分别为Mn 2+、MnO2 沉淀和 MnO42-。MnO4-+ 8H+ 5e=Mn 2+ 4H2OMnO4-2+5e=MnO2 + 4OH-+ 2HO在碱性溶液中， MnO4-与 MnO2 反应也能生成 MnO42-2MnO4-+ 2MnO2+ 4OH- = MnO4-+ 2H2O在酸性甚至中性溶液中， MnO4-歧化为 MnO4-和 MnO2-

5、+= 4MnO2 + 3O2 + 2H2O4MnO4+ 4H在酸洗溶液中， MnO2 也是强氧化剂。MnS、FeS、CoS、NiS 都能溶于稀酸， MnS 还能溶于 HAc 溶液这些硫化物需要在弱碱性溶液中制得。生成 CoS和 NiS 沉淀，由于晶体结构改变而难溶于稀酸铬、锰、铁、钴、镍都能形成多种配合物。Co2+和 Ni2+能与过量的氨水反应分别能生成Co(NH3)62+和Ni(NH3)62+一、锰铬铁钴镍氢氧化物的生成和性质步骤现象灰绿色蓝紫色亮绿色白色橙色白色红棕色测 定 溶解粉红色褐色测 定 溶解反应式结论与解释CrCl3+ 3NaoH Cr(OH)3 +Cr(OH)3 难溶于水，具有

6、NaCl两性Cr3+ 3OH- Cr(OH)3参 P411Cr(OH)3+ 3HCl CrCl3 + 3H2OCr(OH)3 难溶于水，可溶Cr3+3H+ Cr3+ +3H2O于酸生成 Cr(H2O)63+,可溶于碱生成 Cr(H2 4-14(OH)- Cr(H2O)4 -O) Cr(OH)3+ Cr(H2O)63+参 P419碱 性 中 生 成 Mn(OH)2MnSO4+2NaOH Mn(OH)2 ,Mn(OH)2 在空气中Mn 2+ +2OH- Mn(OH)2不稳定过速氧化生成Mn(OH)2 +O2( 空气 ) Mn(OH)2+Mn(OH)22H2O在酸性溶液中比同周期222稳定，用强氧化

7、剂 Mn 2+2Mn(OH) +O2MnO(OH)Mn(OH)2+ H2SO4MnSO4被氧化2+-2 参 P424Fe2OHFe(OH)4Fe(OH)2+O2( 空 气 )+2H2OFe(OH)2 很不稳定，易被氧化，生得白色 Fe(OH)4Fe(OH)32+22 +2H+后即被空气氧化成Fe(OH)Fe2H2OFe(OH)3,在酸性介质中，Co2+ +2OH-Co(OH)2较稳定2+O22CoO(OH) 参 P424Co(OH)2 +2H+ 2+2比 Fe(OH)2稳定，但在空Co(OH)Co +H O气中缓慢被氧化生成CoO(OH) 苹 果 绿 Ni2+ +2OH- Ni(0H)2 色F

8、e3+ +3OH- FeO（OH）+ H2O红棕色FeO(OH) +3H+Fe3+2H2O沉 淀 溶FeO(OH) + HClFeCl3解+ 3H2OFeO(OH) +3O Fe(OH)6 3+Co(OH)2 + Br2 + 2OH- 褐色CoO(OH) + 2Br- + 2H2O蓝色2CoO(OH) +6HCl 2CoCl+2+ 4H2ClO2I-+Cl2 I2+2Cl-二、Cr(III)的还原性和 Cr3+的鉴定Cr3+ +3OH- Cr(OH)3 + OH-黄绿色Cr(OH)4-黄色Cr(OH)4 - +3H2O +2OH-2Cr42-+ 8H2O兰色2CrO42-+Cr2O72-橙红色

9、Cr2O72-+4H2O2 2CrO5此可鉴定 Cr3+步骤现象反应式三、 CrO42-和 CrO7 2-的相互转化黄橙红2CrO42- +CrO72- + H2O CrO72- + 2Ba2+ +H2O 无变化4 + 2H+2BaCrO浅黄色Cro42- + 2Ba2+ H2O + 2H+ BaCrO4+ 2H+柠檬色2-+2+CrO7Ba+ H2O +H BaCrO4 +2H+Ni(OH)2 稳定，不会被空气氧化，Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2还原性依次增强，参 P424易溶于酸溶于热且高浓度碱CoO(OH)可氧化盐酸，放出氯气在碱性中氧化值为 +3 价的 Cr(OH) 4

10、 - 有较 强的 还原性，而被中强氧化剂氧化为： CrO4 2-在强氧化剂中，氧化为：CrO5( 稳定 )在乙醚或戊醇中稳定（在 CrO5 中含有过氧基 CrO(O2) 会会不 断缓 解成3+Cr , 并放出氧。）结论或解释铬酸盐、重铬酸盐在溶液中存在平衡移动重铬酸盐大都易溶于水铬酸盐多难溶于水四、 CrO72-、 MnO4-、 Fe3+的氧化性与Fe2+的还原性2-+黄色在酸性介质中具有强氧化CrO7+ 3H2S + 8H沉淀析出2Cr3+3S +7H2O性2MnO2- + 5FeSO4无变化MnSO4+5Fe3+3H2O2Fe3+Sn2+ 介质不同其产物也不同Fe2+SO42-黑色沉淀2M

11、nO4-+MnSO4 5MnO + SO2-2MnO4-24+2MnO2在强碱性溶液中，生成MnO42-+2H2OMnO42-4MnO4-+4H+4MnO23O2+2H2O步骤现象反应式五、锰铬铁钴镍硫化物的性质灰绿色Cr(SO4)3+NaS肉色白Cr(OH)3+ H2S色MnSO4+ H2S MnS沉淀溶解NH3H2O Mn(OH)2Mn(OH)2+ 2H+Mn2+H2O溶Fe3+H2SFeS于2+2FeSFeH S稀Co2+H2SCoS酸Ni+H2SNiS六、铁钴镍的配合物+ 在酸性甚至近中性溶液中MnO4- 转 化 为 MnO4- 和 MnO2结论或解释MnS、 Fe 、CoS 、NiS

12、 均溶于？ MnS 还能溶于 HAc 溶液+不溶 ” ” 不溶 ” ” 不溶 ” ”K4Fe(CN)6+FeCl3Fe2+溶液中加赤血盐溶液蓝色63+Fe 溶液加黄血盐溶液KFe(CN)FeK+Fe3+ Fe(CN)6 4- 均可生成兰色沉蓝色6(普鲁士蓝 )KFe(CN)FeK+Fe2+Fe(CN)33-土黄KFe(CN)6FeCoCl+NH4Cl+Co2+ 与反应式 Co(NCS)42-红棕色NH3 H2O Co(NH)62+Co(NCS)42-在水浴中不稳Co(NH3 6定，) 3+蓝或绿CoCl2+KSCN+丙酮 可生成粉红色 Co(H2O)62+Co(SNC)2-Ni2+在过量氨水中

13、可生成蓝443H2+ 比较稳定的NiSONHONi(NH3)6 2+丁 二酮 肟 Ni(NH3)62+鲜红色Ni(NH3)6 2+（用来鉴定 Ni+）二铬锰铁钴镍氢氧化物的生成和性质步骤现象灰绿色蓝紫色亮绿色白色橙色白色红棕色沉淀溶解粉红色褐色沉淀溶解反应式结论与解释CrCl3+3NaoH Cr(OH)3Cr(OH)3 难溶于水，具有两+ NaCl性Cr3+ 3OH- Cr(OH)3参 P411Cr(OH)3+3HCl CrCl3+Cr(OH)3 难溶于水，可溶于2酸生成 Cr(H3+ 可溶于3H O2O)6 ,3+3+2碱生成 Cr(H2 4-1Cr +3H Cr3H OO) Cr(OH)3

14、+4(OH)-Cr(H2O)4-+Cr(H2O)6 3+参 P419碱性中生成Mn(OH)2MnSO4+2NaOH ,Mn(OH)2在空气中不Mn(OH)2稳定过速氧化生成Mn 2+ +2OH- Mn(OH)2Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期稳Mn(OH)2+O2Mn(OH)2定，用强氧化剂 Mn 2+被氧+ 2H2O化2Mn(OH)2+ O2 2MnO(OH)2Mn(OH)2+ H2SO4MnSO42+-Fe(OH)参 P424Fe2OH24Fe(OH)2+O2(空气 )+Fe(OH)2 很不稳定，易被氧23化，生得白色 Fe(OH)2 后即2H O4Fe(OH)Fe(OH)3 在被空气氧

15、化成+2H+ 2,Fe(OH)22酸性介质中，较稳定Fe + 2H OCo2+ 2OH- Co(OH)2比 Fe(OH)2 稳定，但在空2+O2 2CoO(OH) 气中缓慢被氧化生成Co(OH)CoO(OH) Co(OH)2 + 2H+Co2+ +H2 O苹 果 绿色红棕色测 定 溶解褐色蓝色二、 Cr(III)的还 原性 和Cr3+的鉴定黄绿色黄色兰色橙红色2+- Ni(0H)22 稳定，不会被空气氧Ni +2OHNi(OH)化，Fe(OH)2、 Co(OH) 、 Ni(OH)22Fe3+ 3OH- FeO（OH）还原性依次增强，参 P424+ H2OFeO(OH) +3H+ Fe3+易溶于

16、酸2H2O溶于热且高浓度碱FeO(OH) +HCl FeCl3+3H2O+3OH-FeO(OH)Fe(OH)63+Co(OH)2 + Br2 + 2OH- CoO(OH)+ 2Br- + 2H2O2CoO(OH) +6HClCoO(OH)可氧化盐酸，放出2CoCl2+Cl2 +4H2O氯气2I- + Cl2I2 +2Cl3+- Cr(OH) +在碱性中氧化值为 +3 价的Cr+ 3OH3- Cr(OH)4Cr(OH) 4 - 有 较 强 的 还 原OH-性，而被中强氧化剂氧化22-Cr(OH)4 为： CrO4+3H O+2OH2Cr42-+8H2O2-2-在强氧化剂中，氧化为：4+CrO(

17、稳定 )2 72CrO Cr O5在乙醚或戊醇中稳定Cr2O72-+4H2O22CrO5（ 在 CrO5 中含 有过 氧基 CrO(O2) 会 会 不 断 缓 解 成此可鉴定 Cr3+Cr3+, 并放出氧。）步骤现 象反应式结论或解释三、CrO42-和 CrO72-的相互转化铬酸盐、重铬酸盐在溶液中存在平衡移动2-2-重铬酸盐大都易溶于水黄橙红+ +铬酸盐多难溶于水2CrO4CrO7无变化H2O2-2Ba2+CrO7+浅黄色+H2O 2BaCrO4 +2H+Cro42-+2Ba2+H2O +2H+ BaCrO4+2H+CrO72-+Ba2+（ 柠 檬H2O+H+ BaCrO4 +色）2H+四、

18、 CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性与 Fe2+的还原性2-+黄 沉 淀在酸性介质中具有强氧化性CrO7+ 3H2S + 8H析出2Cr3+3S+7H2O2MnO2-+5FeSO4 MnSO4+5Fe3+介质不同其产物也不同3H2O2Fe3+SnFe2+2-SO4无变化2MnO4-+MnSO4 5MnO22-+ SO42MnO4-+2MnO 2-MnO42-+2H2O在强碱性溶液中，生成 MnO44MnO4-+4H+ 在酸性甚至近中性溶液中4MnO2+ 3O2 MnO4-转化为 MnO4-和 MnO2+ 2H2O步骤现象反应式结论或解释五、锰铬铁钴镍硫化物的性质MnS、Fe 、CoS

19、、NiS均溶于？MnS 还能溶于 HAc 溶液灰绿色Cr(SO4)3+NaSCr(OH)3+ H2S肉色白MnSO4+H2S色MnS+NH3 H2O Mn(OH)22H+Mn(OH)2+沉淀溶解Mn 2+H2O溶Fe3+ + H2S FeS（黑） 不溶 ” ”于Fe2+ + H2S FeS（黑） 不溶 ” ”稀Co2+ + H2S CoS（紫） 不溶 ” ”酸Ni2+ + H2S NiS（黑）六、铁钴镍的配合物Fe2+溶液中加赤血盐溶液均可生成兰色沉淀蓝色蓝色土黄红棕色蓝或绿蓝鲜红色Co2+ 与反应式 Co(NCS)4 2-Co(NCS)42-在水浴中不稳定，2+Ni 在过量氨水中可生成比较稳

20、Ni(NH3)62+K4 Fe(CN)6+FeCl3KFe(CN)6FeK+ +Fe3+6+ Fe(CN)64-普鲁 KFe(CN)(Fe士蓝 )K+Fe2+Fe(CN)33- KFe(CN)Fe6CoCl+NH4Cl +NH3 H2O Co(NH)62+ Co(NH3)63+CoCl2+ KSCN + 丙酮 Co(SNC) 2-4NiSO4+ NH3 H2O Ni(NH3)6 2+Ni(NH3)6 2+丁二酮肟（用来鉴定Ni+）七试设计两组混合离子进行分离鉴定1 含 Cr3+和 Mn 2+的混合液混合液 3-4 滴+6MNaOH+3%H2O离子分离微热溶液沉淀加CCrO2-4M n（OH）2

21、+HNO2 酸化3） 2 或 PbAc加 Na 3HA；Pb（NO3+）BiO2+）黄色（示有 Cr紫红色（示有 Mn可能含有 Pb2+3+和 o 的混合液FeC加 KSCN加 Na加 NH4SCN加 HAc；K2CrO4血红色黄色或绿色黄色Fe（NCS） 2+Co（ NCS）4 2-PbCrO4示有 Fe 3+示有 Co2+示有 Pb 2+思考题1 试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性答：氢氧化铬难溶于水，具有两性，易溶于酸形成蓝紫色的 Cr（H2O）63+，也易溶于碱形成亮绿色的 Cr（OH）4-（或 Cr（ OH） 63-）。由铬的电极电势图可知；在酸性溶液中，氧休数为

22、+6 的铬（ Cr2 O2-7 ）有较强的氧化性，可被还原为 Cr3+；而 Cr2+有较强的还原性，可被氧化为 Cr3+；2 在 Co（OH）3 中加入浓 HCl，有时会生成蓝色的溶液，加水稀释后变为粉红色，试解释之HCl 有还原性，可将 Co3+还答： Co（ OH） 3 是两性的氢氧化物，生成蓝色溶液是由于浓2+为蓝色；加水稀释后，反应生成CoCl 6 H2 （粉红色）。原为 Co ， CoCl2O3 在 K2Cr2O7 溶液中，分别加入 Pb（NO3）2 和 AgNO3 溶液会发生什么反应？答：Cr22-2+4+2H+72O+ 2Pb + H O2 Pb CrO2-+（铬黄）+Cr24+

23、2H72O+ 4Ag + H O2 Ag CrO（砖红）2 2 7 分别与 FeSO4和 Na 23 反应的主要产物是什么？4 酸性溶液中， K Cr OSO答：Cr2 72-2+3+3+O+ 6Fe + 14H 2 Cr+ 6 Fe + 7 H2OCr2O72-2-+3+2-+4H2O+3SO3+8H 2 Cr + 3 SO35 在酸性溶液中；中性溶液中和强碱性溶液中，KMnO4 与 Na 2SO3 反应的主要产物分别是什么？答：4-2-+2+2-2MnO2Mn+ 3H2O+ 5SO3+6H+ 5SO4（无色）2MnO4 -2-322+ 3SO42-+2SO+ H O 2MnO+ 2OH（棕色）2MnO4-2-2-2-+ H2O+ SO3+ 2OHMnO4+ SO4（绿色）6 试总结铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质答：铬的硫化物不溶；锰的硫化物不溶于碱而溶于酸；铁、钴、镍的硫化物只溶于酸7 在 CoCl2 溶液中，滴加入NH3H2O 溶合会有何现象？答：由蓝色变为粉红色8 怎样分离溶液中的Fe3+和 Ni2+答：在含有 Fe3+和 Ni2+的溶液中，加入氨水。这是由于；Fe3+强烈水解，所以在其水溶液中加入氨时，不会形成氨合物，而生成 Fe(OH)3 Ni2+在过量的氨水中可生成比较稳定的蓝色 Ni(NH3 )6 2+。