试验七第一过渡系元素钛、钒、镉、锰

1、实验七 第一过渡系元素（一）（钛、铀、镉、钮）实验摘要：为了掌握钛、锐、镉、钮的主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态间的相互转化的条件，本实验用常用方法完成了钛、铀、镉、钮的氧化还原性质的探究及其缩合物的实验。结果表明钛、锐、 镉、钮的化合物均具有一定的氧化还原性，有些离子在不同条件下可以相互转化。并且铀酸盐可以 和酸缩合反应生成不同缩合度的多铀酸盐，随着 pH值的下降，多铀根中含铀原子越多，缩合度越 大，颜色越深。关键词：钛的化合物铀的化合物镉的化合物钻的化合物缩合平衡氧化还原性溶解性实验用品：试管台秤蒸发皿PH试纸玻璃棒实验内容：.钛的化合物（TiO*的重要性质操作现象解释及方程取少量二

2、氧化钛固体，注入 NaOH溶液，加热。固体不溶解TiO2+2NaOH=Na2TiO3+H2O静置，取上层清液，小心滴入 浓硫酸至溶液呈酸性，滴入几 滴 H2O2固体溶解，溶液呈橘黄 色Na2TiO3+2H2SO4(浓)=TiOSO4+Na2SO4+2H2O一一 2+TiO2+H2O2=TiO(H 2O2).铀的化合物的重要性质1.取0.5偏铀酸俊固体放入蒸发皿中，在沙浴上加热，不断搅拌，记录反应过程中固体颜色的变化,把产物分成四份。第一份固体中，加入1 mL浓H2SO4振荡，放置，观察现象。第二份固体中，加入NaOH溶液加热。第三份固体中，加入少量蒸储水，煮沸、静置，待其冷却后，测定溶液的pH

3、 0第四份固体中，加入浓盐酸，微沸，检验气体产物，加入少量蒸储水，观察溶液颜色。颜色变 化逐渐变黄，最后变为砖红色粉末2NH4VO3=V2O5+2NH 3+H2O第一份固体溶解，溶液呈黄色V2O5+2H+=2VO2+H2O第二份生成淡黄色沉淀，加热沉淀溶解V2O5+6NaOH=2Na3VO4+3H2O第三份PH小于7第四份加入浓盐酸后溶液为红褐色。加蒸 储水后溶液变为深蓝绿色，气体能 使湿润的红色石蕊试纸变白V2O5+6HCl=2VoCl 2+Cl2 T +3HO2.低价铀的化合物的生成操作现象方程式往氯化氧铀溶液中加入2粒锌 粒，放置片刻，观察溶液颜色的 变化。黄一绿一紫VO2+Zn+2H+

4、=V2+Zn2+H2O3.过氧锐阳离子的生成操作现象方程往饱和偏铀酸俊溶液中加 入稀HCl和2滴3%H2O2 溶液，观察并记录产物的颜 色和状态。溶液呈红棕 色VO3-+H2O2=VO2 2 （。2）2 3+H2O VO2 （。2）23+6H +一V （。2） 3+4.铀酸盐的缩合反应操作现象解释及方程取四支试管，分别加 入10mLpH分别为14, 3, 2和 1 （用 0.1 mol L-1NaOH 溶液和0.1 mol L-1盐酸配制）的水溶液，再向 每支试管加入0.1g偏 铀酸俊固体，观察现 象依pH值的降 低，溶液颜色由 黄变红，不断加 深。 3=+2=4=2VO4 +2H =2HVO

5、4 =V2O7 +H2O pH三133V2O74-+6H + =2V3O93-+3H2O pH 三 8.4 10V3O93-+12H+=3V 10O286-+6H2O 8 >pH > 3此后/、再缩合，加酸V10O286-+H二H V 10O285-HV 10O285-+H+=H2V10O284-pH=2时，有V2O5水合物的红棕色沉淀 析出：pH = 1 时，H2V10。284+14 H+=10VO2+8H2O将pH为1的试管放入 热水浴中，缓慢滴加 NaOH溶液并振扬。 观察颜色变化，记录该溶7的pH溶液由黄色VO2+变为红棕一 4- 色H 2V10O28, 溶液的pH值为2加

6、NaOH平衡向左移动H2V10O284-+14 H+=10VO2+8H2O将pH为14的试管热 水浴，缓慢滴加稀盐 酸并振荡。观察颜色 变化，记录溶液的pH。：pH值降低,溶 液颜色由黄色 变成红棕色2VO4-+2H+= V2O74-+H2O 3 V2O74-+6H+=2 V3O93-+3H2O三、铭的化合物的重要性质1.铭（VI）的氧化性 （Cr2O72-转化为Cr3+）操作现象方程式在重铭酸钾溶液中加入少量 亚硫酸钠溶液，观察溶液颜 色的变化。溶液颜色由 橙红色变为 绿色Cr2O72-+2SO32-+8H+=2Cr3+3SO42-+4H2O2.铭（VI）的缩合平衡（Cr2O72-与CrO

7、42-的相互转化）操作现象解释及方程向CrO42溶液中加酸，再加碱加H + ,黄色溶液艾为橙 红色，加碱，橙红色溶 液艾为黄色2 CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O加H ,平衡向右移加OH-,平衡向左移3.氢氧化铭（in）的两性操作现象解释及方程在实验1所保留的C产溶|Cr（OH）3为灰兰色，加Cr3+3OH-=Cr（OH） 3液中加入NaOH溶液，观 察沉淀物的颜色。将所得 沉淀物分成两份，分别试 验与酸、碱的反应，观察 溶液的颜色。H+灰兰色Cr(OH)3沉 淀溶解生成绿色Cr3+ 离子，力口 OH ,Cr(OH)3沉淀溶解生成2绿色CrO离子。Cr(OH) 3+3H+=Cr3

8、+3H2O Cr(OH) 3+ OH=CrO2-+ H2O + H+4.铭(田)的还原性(CrO转变为CrO4)操作现象方程在实验3得到的CrO2-溶液中，加入 过氧化氢，水浴加热，观察溶液颜 色的变化绿色溶液艾 为黄色2 CrO2-+3H2O2+2OH =2 CrO42-+4 H2O5.重铭酸盐和铭酸盐的溶解性操作现象方程一，二分别在Cr2O72- 和CrO42-溶液 中，各加入少 量的Pb(NO3)2、 BaCl2 和AgNO3,观察 产物的颜色和 状态。红橙色Cr2O72-溶液， 分别生成黄色PbCrd、黄色 BaCrO4、 砖红色Ag2CrO4沉淀； 黄色CrO42-溶液，分别 生成黄

9、色PbCrO4、黄 色BaCrO4、砖红色Ag2CrO4 沉淀。Cr2O72-+H2O=2 CrO42-+2H+ 对于C2O72-溶液，Cr2O72-+2Pb2+H2O=2PbCrO4 J +2H+Cr2O72-+2Ba2+H2O=2BaCrO4 J +2H+ Cr2O72-+4Ag+H2O=2Ag2CrO4，+2H+ 对于 CrO42-溶液，生成 PbCrO4、BaCrO4、Ag2CrO4 ，1.J 1、.1J与 j四、钮的化合物重要性质1.氢氧化钮(H)的生成和性质取10mL0.2 mol L-1MnSO4溶液分成四份:操作现象方程第一份滴加NaOH溶液， 观察沉淀颜色。振 荡试管，观察现

10、象生成白色的Mn(OH) 2 沉淀， 在空气中氧化为 棕色 MnO(OH) 2Mn 2+2OH-=Mn(OH)2 JMn(OH) 2+O2=2MnO(OH) 2，第二份滴加NaOH溶液， 产生沉淀后加入过 量的NaOH溶液， 观察现象生成白色的Mn(OH) 2 沉淀Mn 2+2OH-=Mn(OH)2 JMn(OH) 2不溶于过量的NaOH .第三份滴加NaOH溶液， 迅速加入稀盐酸， 观察现象白色Mn(OH)2溶 解为无色溶液Mn(OH) 2+HCl=MnCl 2+2H2O第四份滴加NaOH溶液， 迅速加入NH4Cl溶 液，观察沉淀现象白色Mn(OH)2溶 解为无色溶液Mn(OH) 2+2NH

11、4+= Mn 2+2 H2O+2NH32.二氧化钮的生成和氧化性操作现象方程往KMnO4溶液中加MnSO4溶液，观察沉淀的颜色。往沉淀中加入H 2SO4溶液 和Na 2SO3溶液，观察沉淀紫色褪去，生成 棕色MnO2沉淀。 MnO2沉淀溶解， 得无色溶液2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2 J +4H+MnO2+SO32-+2H+=MnSO4+H2O是否溶解往少量(米粒人小)二氧化 钮中加入浓硫酸，加热，观 察反应前后颜色棕色MnO2溶解，放出02Mn02具有氧化性2MnO2+2H2SO4 （浓）=2MnSO4+2H2O+O2f3.高锐酸钾的性质操作现象方程分别试验高钮酸 钾溶液匕亚硫酸钠溶液在酸性、近 中性、碱性介质中 的反应，比较它们的产物。酸性，紫色褪去变无 色；中性，紫色褪去生成 棕色Mn02；碱性，紫色褪去变为 绿色溶液。2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2+5SO42-+3H2O 2MnO4-+3SO32+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH- 2MnO4+SO32+2OH=2MnO42+SO42+H2O- 1 Ii结果及讨论:V2O5具有两性，既溶于酸又溶于碱。向铀酸盐溶液中加酸，pH值逐渐下降，则生成不同缩合度的多铀酸盐，随着 pH值的下降，多锐根中含铀原子越多，缩合度越大。缩合度