铬锰铁钴镍相关性质

1、第十三章 过渡元素 （二） 铬 锰 铁 钴 镍 第一节 铬及其化合物第二节 锰及其化合物第三节 铁 钴 镍第一节 铬及其化合物1.1 铬单质1.2 铬的化合物1.3 铬盐1.4 含个废水的处理1.1铬单质1.铬分族（VIB）：Cr Mo W2. 价电子构型：（n-1）d45ns123. 铬以铬铁矿Fe(CrO2)2的形式存在4. 单族的获得方式如下：单质铬的性质（1） 铬元素的电势图 1.33 -0.41 -0.91 -0.74 -1.3 -1.1 -1.4 -1.32.性质 （1）灰白色，熔点沸点高，硬度大 （2）活泼金属，表面已形成一层氧化膜， 活泼性下降（2） 无膜金属与盐酸的反应 O2

2、 Cr3+(紫) 在冷，浓硝酸中钝化1.2 铬的化合物（1）.Cr2O3(铬绿)制备：性质：（2）.Cr(OH)3 适量OH- 灰绿 OH- 亮绿色Cr3+ Cr(OH)3 Cr(OH)-4 H2O + Cr2O3(绿)1.3 铬盐（1）.Cr3+盐Cr2(SO4)3, KCr(SO4)212HO CrCl31).水解2）.还原性3）.氧化性：（2）.Cr2O72-与CrO4-间的转化pH值的影响 （黄） （橙） Ph2： Cr2O7为主 Ph>6: CrO42- 为主 溶解度的影响（3）.Cr2O7的氧化性 洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4(浓) 暗红色，针状（3） Cr（）的

3、鉴定 H+ 蓝色 （乙醇）（戊醇） 第二节 锰及其化合物 1 锰单质 2. 锰的化合物1. 锰单质 2.锰分族（B）:Mn Te Re价电子构型：(n-1)d5ns2 锰的存在：软锰矿（MnO2*H2O） 锰单质的性质白色金属，硬度脆活泼金属： 2、锰的化合物Mn的价态电子构型：3d54s2可形成多种氧化态：从+2+7 最高氧化数=价电子数 锰的电势图酸性溶液EA/V 1.695 1.23碱性溶液EB/V 0.588 -0.05Mn（OH）2 (白色) 二羧氧锰结论：Mn（）在碱性条件下不稳定（还原性强） 在酸性条件下稳定（还原性强） MnO2黑色无定形粉末，不溶于水和硝酸不稳定性氧化性强（主

4、）还原性（一定程度） 浓碱溶液MnS（肉色）重要反应方程式 第三节 铁 钴 镍1 铁、钴、镍的单质2 铁、钴、镍的化合物1. 铁、胡、镍的单质族 Fe Co Ni 铁系铂系 Ru Rh Pd Os Ir Pt最高氧化值不等于族序数1. 单质的存在 赤铁矿：Fe2O3: 磁铁矿：Fe3O4 黄铁矿：FeS2 辉铁矿：CoAsS 镍黄铁矿：NiS FeS ; 2. 单质的物理性质 （1） 白色金属，磁性材料 （2） m.p. Fe>CoNi3. 单质的化学性质 （1） Co.Ni反应缓慢（2）钝化 浓、冷HNO3可使Fe、Co、Ni钝化 浓H2SO4可使Fe钝化（4） 纯Fe、Co、Ni在水

5、、空气中稳定加热时，Fe.，Co，Ni可与O2 S，X2等反应2、铁、钴、镍的化合物铁的重要化合物 钴（）和镍（）的重要化合物 氢氧化物 （慢） 氯化羧铬（碱式氯化钴）M=Co,Ni 还原性：Fe（）>Co（）>Ni（） 卤化物 FeCl3有明显的共价性，易潮解。 CoCl36H2O变色硅胶9052.5CoCl22H2O 紫红 CoCl26H2O120CoCl2H2O 蓝紫 CoCl2蓝色 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形成后由于晶型转变而不在溶于酸 重要方程式2、水溶液中的配合反应 胺配合物 Cl- 土黄色 红色 蓝色SO42- 蓝色 浅绿色（不易观察到）注1.加入NH4Cl促使平衡向右移实验时先加入NH4Cl，后加入NH3H2O看不到蓝色注2. 硫氰配合物 鉴定Fe3+ 异硫氰合铁 鉴定Co2+ 四异硫氰合钴 实验中用固体KSCN或NH4SCN 氰配合物 黄 土黄碱性条件下分解常用盐：K4Fe（CN）6 黄血盐 黄色 K3Fe（CN）6赤血盐 晶体为红色 浅棕色 茶绿色 强还原性 黄色 橙黄色说明：Co（）的配合物很

7、多，可大体分为两类： 粉红色（八面体） 蓝色（四面体）Co（）的吗吧面体配合物大都是高自旋的。Co（CN）5(H2O)3-是低自旋的。Co2+（3d7）中只有一个电子处于能级高的eg轨道，因而以失去。3. 离子的鉴定Fe离子的鉴定：Fe2+的鉴定：（酸性条件） 滕氏蓝 Fe3+的鉴定：（酸性条件） 普鲁土蓝 Cu2+的鉴定：（弱酸性） 红棕S2-的鉴定： 五氰亚硝酸合铁（）酸根K+的鉴定： 六硝基合钴（）酸甲 Ni离子的鉴定 丁二月亏 鲜红色铬，锰及其化合物的相关性质1. 了解铬和锰的各种常见化合物的生成和性质。2. 掌握铬和锰各种氧化态之间的转化条件。3. 了解铬和锰化合物的氧化还原性及介质

8、对氧化还原性产物的影响。1. 铬在酸性条件下，用锌还原Cr3+或Cr2O72-，均可得到天蓝色的Cr2+2Cr3  Zn 2Cr2  Zn2Cr2O72-  4Zn 14H+  2Cr2  4Zn2  7H2O灰绿色的Cr（OH）3呈两性：Cr（OH）3  3H+  Cr3  3H2OCr（OH）3  OH-  Cr（OH）4（亮绿色）向含有Cr3的溶液中加入Na2S并不生成Cr2S3，因为Cr2S3在水中完全水解：2Cr3  3S2-  6H2O 2Cr（OH）3

9、  3H2S在碱性溶液中，Cr（OH）4具有较强的还原性，可被H2O2氧化为CrO42-：2Cr（OH）4-  3H2O2  2OH-  2CrO42-  8H2O但在酸性溶液中，Cr3的还原性较弱，只有象K2S2O8或KMnO4等强氧化剂才能将Cr3氧化为Cr2O72-： 2Cr3  3S2O82-  7H2O Cr2O72-  6SO42-  14H+在酸性溶液中，Cr2O72-是强氧化剂，例如：K2Cr2O7 14HCl（浓） 2CrCl3  3Cl2  2KCl 7H

10、2O重铬酸盐的溶解度较铬酸盐的溶解度大，因此，向重铬酸盐溶液中加Ag+、Pb+、Ba2+等离子时，通常生成铬酸盐沉淀，例如：Cr2O72-  4Ag+  H2O 2Ag2CrO4（砖红色） 2H+Cr2O72-  2Ba2+  H2O 2BaCrO4（黄色） 2H+在酸性溶液中，Cr2O72-与H2O2能生成深蓝色的加合物CrO5，但它不稳定，会很快分解为Cr3和O2。若被萃取到乙醚或戊醇中则稳定得多。主要反应为：Cr2O72-  4H2O2  2H+  2CrO（O2）2（深蓝） 5H2OCrO（O2）2  （C

11、2H5）2O CrO（O2）2 （C2H5）2O（深蓝）4CrO（O2）2  12H+  4Cr3  7O2  6H2O此反应用来鉴定Cr（）或Cr（）。2. 锰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）在浓硫酸中，MnSO4与KMnO4反应可生成深红色的Mn3+（实际是硫酸根的配合物）：MnO4-  4Mn2+  8H+  5Mn3+  4H2OMn3+可存在于浓硫酸中，若

12、酸度降低，则Mn3+歧化为Mn2+和MnO2：2Mn3+  2H2O Mn2+  MnO2（s） 4H+在中性或近中性的溶液中，MnO4-与Mn2+反应生成MnO2：2MnO4-  3Mn2+  2H2O 5MnO2（s） 4H+在酸性介质中，MnO2是较强的氧化剂，本身被还原为Mn2+：2MnO2  2H2SO4(浓) 2MnSO4  O2  2H2OMnO2  4HCl（浓） MnCl2  Cl2  2H2O后一反应用于实验室中制取少量氯气。在强碱性溶液中，MnO4-能发生下列反应，生成浅蓝

13、色的不稳定的MnO3-，并放出氧气：2MnO4-  2MnO3-  O2MnO3-进一步歧化反应：2MnO3-  MnO42-  MnO2在强碱条件下，强氧化剂能把MnO2氧化成绿色的MnO42-2MnO4-  MnO2  4OH-  3MnO42-  2H2OMnO42-只在强碱性（pH13.5）溶液中才能稳定存在，在中性或酸性介质中，MnO42-发生歧化反应：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. 铬的化合物的性质（1）Cr2+的生成在1mLCrCl3（0.1mol·L1）溶液中加入1mLHCl（6mol·L1）溶液，再加少量锌粉，微热至有大量气体逸出，观察溶液的颜色由暗绿变为天蓝色。用滴管将上部清液转移到另一支试管中，在其中加入数滴浓HNO3，观察溶液的颜色有何变化？写出反应方程式。（2）氢氧化铬的生成和酸碱性用CrCl3（0.1mol·L1）溶液和NaOH（2mol·

15、;L1）溶液生成Cr（OH）3，检验它的酸碱性。（3）Cr（）的还原性a. 在CrCl3（0.1mol·L1）溶液中加入过量的NaOH（2mol·L1）溶液使呈亮绿色，再加入H2O2（3）溶液，微热，观察溶液颜色的变化，写出反应方程式。b. 在Cr2(SO4)3（0.1mol·L1）溶液中加少量的K2S2O8（s），酸化，加热，观察溶液颜色的变化，写出反应方程式。（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）溶液有何现象（可微热）?怎样证明有H2S逸出？写出反应方程式。（

16、5）CrO42和Cr2O72的相互转化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），观察溶液颜色的变化。b. 在两支试管中分别加入几滴K2CrO4（0.1mol·L1）溶液和几滴K2Cr2O7（0.1mol·L1）溶液，然后分别滴入Pb(NO3)2（0.1mol·L1）溶液，比较两试管中生成沉淀的颜色。解释现象，写出反应方程式。c. 用AgNO3（0.1mol·L1）溶液代替Pb(NO3)2溶液，重复1（5）b实验。（6）Cr（）的氧化性a.

17、 在K2Cr2O7（0.1mol·L1）溶液中滴加H2S溶液（饱和），有何现象？写出反应方程式。b. 取少量K2Cr2O7（s），加入10滴浓HCl，加热,检查逸出的气体并观察溶液颜色的变化。写出反应方程式。（7）Cr3+的鉴定取5滴含有Cr3+的溶液，加入过量的NaOH（6mol·L1）溶液，使溶液呈亮绿色，然后滴加H2O2（3）溶液，微热至溶液呈黄色，待试管冷却后，再补加几滴H2O2和0.5mL戊醇（或乙醚），慢慢滴入HNO3（6mol·L1）溶液，摇荡试管，戊醇层中出现深蓝色，表示有Cr3+存在。写出各步反应方程式。2. 锰的化合物的性质（1）Mn（OH）2

18、的生成和性质在3支试管中各加入0.5mL的MnSO4(0.1mol·L1)溶液，再分别加入NaOH（2mol·L1）溶液至有白色沉淀生成；在两支试管中迅速检查Mn（OH）2的酸碱性；另一支试管在空气中振荡，观察沉淀颜色的变化。解释现象，写出反应方程式。（2）MnS的生成和性质在MnSO4（0.1mol·L1）溶液中滴加H2S溶液（饱和），有无沉淀生成？再向试管中加NH3·H2O（2mol·L1）溶液，摇荡试管，有无沉淀生成？（3）Mn3+的生成和性质取5滴MnSO4(0.5mol·L1)溶液加两滴浓H2SO4，用冷水冷却试管，然后加35滴KMnO4（0.01mol·L1）溶液，有何现象？将所得的溶液用Na2CO3（1mol·L1）中和，使pH值升高，则Mn3+歧化为Mn2+和MnO2。（4）MnO2的生成和性质a. 将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和浓HCl制备氯气，(见实验六中四.2（1）b)（5）MnO3的生成和性质取1mLNaOH（40）溶液于试管中，加23滴KMnO4（0.01