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实验十八、第一过渡系元素(一) [ 实验目的 ] 1 、掌握钛、钒、铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件; 2 、练习沙浴加热操作。. [ 实验内容 ] 一、钛的化合物的重要性质 1 、二氧化钛的性质和过氧钛酸根的生成 2 、钛( Ⅲ )化合物的生成和还原性 注意: TiCl 4 是液体,极易水解,水解之强给人印象深刻。一旦暴露在空气中,冒出大量的白雾,瓶口有蛋黄色的沉淀( H 2 TiO 3 应是白色的)。 二、钒的化合物的重要性质
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实验十八、第一过渡系元素(一) [实验目的] 1、掌握钛、钒、铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件; 2、练习沙浴加热操作。
[实验内容] 一、钛的化合物的重要性质 1、二氧化钛的性质和过氧钛酸根的生成 2、钛(Ⅲ)化合物的生成和还原性 注意:TiCl4是液体,极易水解,水解之强给人印象深刻。一旦暴露在空气中,冒出大量的白雾,瓶口有蛋黄色的沉淀(H2TiO3应是白色的)。 二、钒的化合物的重要性质 1、对偏钒酸铵固体加热,颜色依次变化为黑色------黄色-----红褐色,放置一会后又变为土黄色。 2、低价钒的化合物的生成 3、过氧钒阳离子的生成 4、钒酸盐的缩合反应
三、铬的化合物的重要性质 1、铬(Ⅵ)的氧化性 (1) Cr2O72-+3SO32-+8H+====2Cr3++3SO42-+4H2O (2) Cr2O72-+6Fe2++14H+====2Cr3++6Fe3++7H2O (3) Cr2O72-+4H2O2+2H+====2CrO(O2)2+5H2O 2CrO5+7H2O2+6H+=====2Cr3++7O2+10H2O 说明:还原剂以SO32-、H2O2等为好,产物的颜色不干扰Cr2O72-和Cr3+的颜色的观察。在(3)中,CrO5显蓝色,在乙醚中比较稳定,故通常在反应前预先加一些乙醚,否则在水溶液中CrO5进一步与H2O2反应,蓝色迅速消失。这个反应可用来检出H2O2,也可以检验CrO42-或Cr2O72-的存在。
2、铬(Ⅵ)的缩合平衡 2CrO42-+2H+=====Cr2O72-+H2O 3、氢氧化铬(Ⅲ)的两性 Cr3++3OH-====Cr(OH)3 Cr(OH)3+3H+====Cr3++3H2O Cr(OH)3+OH-====CrO2-+2H2O 说明:铬盐溶液与氨水或氢氧化钠溶液反应可制得灰蓝色氢氧化铬胶状沉淀。它具有两性,既溶于酸又溶于碱。 4、铬(Ⅲ)的还原性 2CrO2-+3H2O2+2OH-=====2CrO42-+4H2O 说明:在碱性溶液中铬(Ⅲ)有较强的还原性。氧化剂最好选择H2O2。
5、重铬酸盐和铬酸盐的溶解性 • Cr2O72-+2Pb2++H2O=====2H++2PbCrO4↓(黄色) • Cr2O72-+2Ba2++H2O=====2H++2BaCrO4↓(黄色) • Cr2O72-+4Ag++H2O=====2H++2Ag2CrO4↓(砖红色) • 说明:由于存在2式的平衡,所以,无论向铬酸盐或重铬酸盐溶液中加入这些离子,生成的都是铬酸盐沉淀。 • 四、锰的化合物的重要性质 • 1、氢氧化锰(Ⅱ)的生成和性质 • ① Mn2++OH-====Mn(OH)2↓ • Mn(OH)2+OH-====不反应 • ③ Mn(OH)2+H+====Mn2++H2O • Mn(OH)2+2NH4+====Mn2++2NH3+2H2O • 说明:氢氧化锰(Ⅱ)属于碱性氢氧化物,溶于酸及酸性盐溶液中,而不溶于碱。在③和④中,加入HCl、
NH4Cl要迅速,否则就有二氧化锰生成。在试管上部内壁上已经有褐色的二氧化锰沉淀生成。 (1)、Mn2+的氧化 Mn(OH)2+ClO-====MnO(OH)2+Cl- 说明:Mn2+在酸性介质中比较稳定,在碱性介质中易氧化。 (2)、MnS的生成和性质 Mn2++TAA(H2S)===== Mn2++S2-=====MnS↓ Ksp==1.4*10-15(18℃) 说明:往硫酸锰溶液中滴加饱和的硫化氢溶液,无沉淀生成,加热也不会。但加入硫化钠就有肉红色沉淀生成。说明硫化锰溶解度较大。
2、二氧化锰的生成和氧化性 (1) 2MnO4-+3Mn2++2H2O====5MnO2↓+4H+ 现象:高锰酸根的紫红色褪去,有褐色沉淀生成。部分学生对溶液进行了加热,试管底部有“银镜”状物质,加入浓HCl后沉淀溶解,放出的气体使试管口湿润的淀粉-----KI 试纸变蓝,说明“银镜”状物质是二氧化锰,可能是结晶颗粒大小不一样所致。 MnO2+SO32-+2H+=====Mn2++SO42-+H2O 褐色沉淀溶解,溶液呈无色(肉红色)。 (2)MnO2+H2SO4(浓)====2MnSO4+O2↑+2H2O 现象:有刺激性气体放出,似是SO2;溶液澄清一会后上部是紫红色,应是MnO4-;加水稀释后有褐色沉淀在试管底部,应是MnO2水合物。浓H2SO4在这里起脱水的作用,使反应向右进行。
3、高锰酸钾的性质 (1)酸性介质 2MnO4-+5SO32-+6H+======2Mn2++5SO42-+3H2O (2)中性介质 2MnO4-+3SO32-+6H2O======2MnO2+3SO42-+2OH- (3)碱性介质 2MnO4-+SO32-+2OH-======2MnO42-+SO42-+H2O