实验17铬锰铁钴镍

-.z.实验17铬、锰、铁、钴、镍重点讲容;:性质铬："天大"P410—P414铁；P423—427锰；P418—421钴；P423—427镍；P423—427一．实验目的；掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化复原性。掌握铬、锰重要氧化钛之间的转化反响及其条件掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质掌握锰、铬、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性学习Cr3+Mn2+Fe2+Fe3+Co2+Ni2+二．实验原理;铬、锰、铁、钴、镍是周期系第？周期第VIB—VIII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、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与浓盐酸反响，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+都易发生水解反响。Fe3+具有一定的氧化性，能与强复原剂反响生成Fe2+在酸性溶液中，Cr3+和MN2+的复原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为CrO72-和MnO4-在酸性条件下，利用Mn2+和NaBiO3的反响可以鉴定Mn2+，例；2Mn2++5NaBiO3+14H+===2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O(HNO3介质)在碱性溶液中，[Cr〔OH〕4]-可被H2O2氧化为CrO42-Cr3++4OH-→[Cr(OH)4]-2[Cr(OH)4]-+H2O2+2OH-→2CrO42-+8H20〔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反响生成深蓝色的CrO5.此可鉴定Cr3+在重铬酸盐溶液中，分别参加Ag+、Pb2+、Ba2+等。能生成相应的铬酸盐沉淀那么：CrO72-+2Ba2+H++H2O→BaCrO4+2H+Cr2O92-和MnO4-都具有强氧化性。酸性溶液中CrO72-被复原为Cr3+.MnO4-在酸性、中性、强碱性溶液中的复原产物分别为Mn2+、MnO2沉淀和MnO42-。MnO4-+8H++5e===Mn2++4H2OMnO4-+2H2O+5e====MnO2↓+4OH-在碱性溶液中，MnO4-与MnO2反响也能生成MnO42-2MnO4-+2MnO2+4OH-====MnO4-+2H2O在酸性甚至中性溶液中，MnO4-歧化为MnO4-和MnO24MnO4-+4H+===4MnO2+3O2↑+2H2O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，由于晶体构造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+能与过量的氨水反响分别能生成[Co(NH3)6]2+和[Ni(NH3)6]2+锰铬铁钴镍氢氧化物的生成和性质步骤现象反响式结论与解释灰绿色蓝紫色亮绿色白色↓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(空气)→Mn(OH)2+2H2O2Mn(OH)2+O2→2MnO(OH)2Mn(OH)2+H2SO4→MnSO4Cr(OH)3难溶于水，具有两性参P411Cr(OH)3难溶于水，可溶于酸生成[Cr(H2O)6]3+,可溶于碱生成[Cr(H2O)4]-1参P419碱性中生成Mn(OH)2↓,Mn(OH)2↓在空气中不稳定过速氧化生成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期稳定，用强氧化剂Mn2+被氧化白色红棕色测定溶解粉红色褐色测定溶解Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2(空气)+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参P424Fe(OH)2很不稳定，易被氧化，生得白色Fe(OH)2后即被空气氧化成Fe(OH)3,在酸性介质中，较稳定参P424比Fe(OH)2稳定，但在空气中缓慢被氧化生成CoO(OH)↓苹果绿色红棕色沉淀溶解褐色蓝色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稳定，不会被空气氧化，Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2复原性依次增强，参P424易溶于酸溶于热且高浓度碱CoO(OH)可氧化盐酸，放出氯气二、Cr(III)的复原性和Cr3+的鉴定Cr3++3OH-→Cr(OH)3+OH-→[Cr(OH)4]-[Cr(OH)4]-+3H2O+2OH-→2Cr42-+8H2O2CrO42-+→Cr2O72-Cr2O72-+4H2O2→2CrO5↓此可鉴定Cr3+在碱性中氧化值为+3价的[Cr(OH)4]-有较强的复原性，而被中强氧化剂氧化为：CrO42-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Cr3+,并放出氧。〕黄绿色黄色兰色橙红色步骤现象反响式结论或解释三、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重铬酸盐大都易溶于水黄→橙红无变化浅黄色柠檬色2CrO42-+→CrO72-+H2OCrO72-+2Ba2++H2O→2BaCrO4↓+2H+Cro42-+2Ba2++H2O+2H+→BaCrO4↓+2H+CrO72-+Ba2++H2O+H+→BaCrO4↓+2H+铬酸盐多难溶于水四、CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性与Fe2+的复原性在酸性介质中具有强氧化性介质不同其产物也不同在强碱性溶液中，生成MnO42-在酸性甚至近中性溶液中MnO4-转化为MnO4-和MnO2黄色沉淀析出无变化黑色沉淀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步骤现象反响式结论或解释五、锰铬铁钴镍硫化物的性质MnS、Fe、CoS、NiS均溶于？？MnS还能溶于HAc溶液不溶〞…〞不溶〞…〞不溶〞…〞灰绿色肉色→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、铁钴镍的配合物Fe2+溶液中加赤血盐溶液Fe3+溶液加黄血盐溶液均可生成兰色沉Co2+与反响式[Co(NCS)4]2-[Co(NCS)4]2-在水浴中不稳定，可生成粉红色[Co(H2O)6]2+Ni2+在过量氨水中可生成比拟稳定的[Ni(NH3)6]2+蓝色蓝色土黄红棕色蓝或绿蓝鲜红色K4[Fe()6]+FeCl3→K[Fe()6Fe]↓K++Fe3++[Fe()6]4-→[KFe()6Fe]↓(普鲁士蓝)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〔用来鉴定Ni+〕二．铬锰铁钴镍氢氧化物的生成和性质步骤现象反响式结论与解释灰绿色蓝紫色亮绿色白色↓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难溶于水，具有两性参P411Cr(OH)3难溶于水，可溶于酸生成[Cr(H2O)6]3+,可溶于碱生成[Cr(H2O)4]-1参P419碱性中生成Mn(OH)2↓,Mn(OH)2↓在空气中不稳定过速氧化生成Mn(OH)2在酸性溶液中比同周期稳定，用强氧化剂Mn2+被氧化白色红棕色沉淀溶解粉红色褐色沉淀溶解Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2(空气)+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参P424Fe(OH)2很不稳定，易被氧化，生得白色Fe(OH)2后即被空气氧化成Fe(OH)3,在酸性介质中，较稳定比Fe(OH)2稳定，但在空气中缓慢被氧化生成CoO(OH)↓苹果绿色红棕色测定溶解褐色蓝色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稳定，不会被空气氧化，Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2复原性依次增强，参P424易溶于酸溶于热且高浓度碱CoO(OH)可氧化盐酸，放出氯气二、Cr(III)的复原性和Cr3+的鉴定Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓+OH-→[Cr(OH)4]-[Cr(OH)4]-+3H2O+2OH-→2Cr42-+8H2O2CrO42-+→Cr2O72-Cr2O72-+4H2O2→2CrO5↓此可鉴定Cr3+在碱性中氧化值为+3价的[Cr(OH)4]-有较强的复原性，而被中强氧化剂氧化为：CrO42-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Cr3+,并放出氧。〕黄绿色黄色兰色橙红色步骤现象反响式结论或解释三、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重铬酸盐大都易溶于水黄→橙红无变化浅黄色〔柠檬色〕2CrO42-+→CrO72-+H2OCrO72-+2Ba2++H2O→2BaCrO4↓+2H+Cro42-+2Ba2++H2O+2H+→BaCrO4+2H+CrO72-+Ba2++H2O+H+→BaCrO4↓+2H+铬酸盐多难溶于水四、CrO72-、MnO4-、Fe3+的氧化性与Fe2+的复原性在酸性介质中具有强氧化性介质不同其产物也不同在强碱性溶液中，生成MnO42-在酸性甚至近中性溶液中MnO4-转化为MnO4-和MnO2黄沉淀析出无变化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步骤现象反响式结论或解释五、锰铬铁钴镍硫化物的性质MnS、Fe、CoS、NiS均溶于？？MnS还能溶于HAc溶液不溶〞…〞不溶〞…〞不溶〞…〞灰绿色肉色→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、铁钴镍的配合物Fe2+溶液中加赤血盐溶液Fe3+溶液加黄血盐溶液均可生成兰色沉淀Co2+与反响式[Co(NCS)4]2-[Co(NCS)4]2-在水浴中不稳定，可生成粉红色[Co(H2O)6]2+Ni2+在过量氨水中可生成比拟稳定的[Ni(NH3)6]2+蓝色蓝色土黄红棕色蓝或绿蓝鲜红色K4[Fe()6]+FeCl3→K[Fe()6Fe]↓K++Fe3++[Fe()6]4-→[KFe()6Fe]↓(普鲁士蓝)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〔用来鉴定Ni+〕七．试设计两组混合离子进展别离鉴定含Cr3+和Mn2+的混合液混合液3-4滴+6MNaOH+3%H2O离子别离↓微热溶液沉淀CrO2-4Mn〔OH〕2+HNO2酸化加HAC；Pb〔NO3〕2或PbAc加NaBiO3黄色〔示有Cr3+〕紫红色〔示有Mn2+〕可能含有Pb2+Fe3+和Co的混合液加KS加Na加NH4S加HAc；K2CrO4血红色黄色或绿色黄色[Fe〔NCS〕]2+[Co〔NCS〕4]2-PbCrO4↓示有Fe3+示有Co2+示有Pb2+思考题试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化复原性答：氢氧化铬难溶于水，具有两性，易溶于酸形成蓝紫色的[Cr〔H2O〕6]3+，也易溶于碱形成亮绿色的[Cr〔OH〕4]-〔或[Cr〔OH〕6]3-〕。由铬的电极电势图可知；在酸性溶液中，氧休数为+6的铬〔Cr2O2-7〕有较强的氧化性，可被复原为Cr3+；而Cr2+有较强的复原性，可被氧化为Cr3+；在Co〔OH〕3中参加浓HCl，有时会生成蓝色的溶液，加水稀释后变为粉红色，试解释之答：Co〔OH〕3是两性的氢氧化物，生成蓝色溶液是由于浓HCl有复原性，可将Co3+复原为Co2+，CoCl2为蓝色；加水稀释后，反响生成CoCl·6H2O〔粉红色〕。在K2Cr2O7溶