实验七资料 第一过渡系元素 钛钒镉锰Word文档格式.docx
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解释及方程
取少量二氧化钛固体,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
TiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+
二.钒的化合物的重要性质
1.取0.5偏钒酸铵固体放入蒸发皿中,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1mL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,加入少量蒸馏水,煮沸、静置,待其冷却后,测定溶液的pH。
第四份固体中,加入浓盐酸,微沸,检验气体产物,加入少量蒸馏水,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+2NH3+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。
加蒸馏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=2VoCl2+Cl2↑+3H2O
2..低价钒的化合物的生成
方程式
往氯化氧钒溶液中加入2粒锌粒,放置片刻,观察溶液颜色的变化。
黄→绿→紫
VO2++Zn+2H+=V2++Zn2++H2O
3.过氧钒阳离子的生成
方程
往饱和偏钒酸铵溶液中加入稀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=[VO22(O2)2]3++H2O
[VO2(O2)2]3++6H+→[V(O2)]3+
4.钒酸盐的缩合反应
取四支试管,分别加入10mLpH分别为14,3,2和1(用0.1mol·
L-1NaOH溶液和0.1mol·
L-1盐酸配制)的水溶液,再向每支试管加入0.1g偏钒酸铵固体,观察现象
依pH值的降低,溶液颜色由黄变红,不断加深。
2VO43-+2H+=2HVO42-=V2O74-+H2OpH≧13
3V2O74-+6H+=2V3O93-+3H2OpH≧8.4
10V3O93-+12H+=3[V10O28]6-+6H2O8﹥pH﹥3
此后不再缩合,加酸
[V10O28]6-+H+=[HV10O28]5-
[HV10O28]5-+H+=[H2V10O28]4-
pH=2时,有V2O5水合物的红棕色沉淀析出
pH=1时,[H2V10O28]4-+14H+=10VO2++8H2O
将pH为1的试管放入热水浴中,缓慢滴加NaOH溶液并振荡。
观察颜色变化,记录该溶液的pH
溶液由黄色VO2+变为红棕色[H2V10O28]4-,溶液的pH值为2
加NaOH平衡向左移动
[H2V10O28]4-+14H+=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
3V2O74-+6H+=2V3O93-+3H2O
三、铬的化合物的重要性质
1.铬(Ⅵ)的氧化性(Cr2O72-转化为Cr3+)
在重铬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-+4H2O
2.铬(Ⅵ)的缩合平衡(Cr2O72-与CrO42-的相互转化)
向CrO42溶液中加酸,再加碱
加H+,黄色溶液变为橙红色,加碱,橙红色溶液变为黄色
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
加H+,平衡向右移
加OH-,平衡向左移
3.氢氧化铬(Ⅲ)的两性
在实验1所保留的Cr3+溶液中加入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。
Cr(OH)3为灰兰色,加H+灰兰色Cr(OH)3沉淀溶解生成绿色Cr3+离子,加OH-,Cr(OH)3沉淀溶解生成绿色CrO2-离子。
Cr3++3OH-=Cr(OH)3
Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O
Cr(OH)3+OH-=CrO2-+H2O+H+
4.铬(Ⅲ)的还原性(CrO2-转变为CrO42-)
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
绿色溶液变为黄色
2CrO2-+3H2O2+2OH-
=2CrO42-+4H2O
5.重铬酸盐和铬酸盐的溶解性
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PbCrO4、黄色BaCrO4、砖红色Ag2CrO4沉淀;
黄色CrO42-溶液,分别生成黄色PbCrO4、黄色BaCrO4、砖红色Ag2CrO4沉淀。
Cr2O72-+H2O=2CrO42-+2H+
对于Cr2O72-溶液,
Cr2O72-+2Pb2++H2O=2PbCrO4↓+2H+
Cr2O72-+2Ba2++H2O=2BaCrO4↓+2H+
Cr2O72-+4Ag++H2O=2Ag2CrO4↓+2H+
对于CrO42-溶液,生成PbCrO4、BaCrO4、Ag2CrO4
四、锰的化合物重要性质
1.氢氧化锰(Ⅱ)的生成和性质
取10mL0.2mol·
L-1MnSO4溶液分成四份:
滴加NaOH溶液,观察沉淀颜色。
振荡试管,观察现象
生成白色的Mn(OH)2沉淀,在空气中氧化为棕色MnO(OH)2
Mn2++2OH-=Mn(OH)2↓
Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2↓
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(OH)2不溶于过量的NaOH.
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=MnCl2+2H2O
滴加NaOH溶液,迅速加入NH4Cl溶液,观察沉淀现象
Mn(OH)2+2NH4+=Mn2++2H2O+2NH3
2.二氧化锰的生成和氧化性
往KMnO4溶液中加MnSO4溶液,观察沉淀的颜色。
往沉淀中加入H2SO4溶液和Na2SO3溶液,观察沉淀是否溶解
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↓+4H+
MnO2+SO32-+2H+=MnSO4+H2O
往少量(米粒大小)二氧化锰中加入浓硫酸,加热,观察反应前后颜色
棕色MnO2溶解,放出O2
MnO2具有氧化性
2MnO2+2H2SO4(浓)=2MnSO4+2H2O+O2↑
3.高锰酸钾的性质
分别试验高锰酸钾溶液与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MnO2;
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
结果及讨论:
V2O5具有两性,既溶于酸又溶于碱。
向钒酸盐溶液中加酸,pH值逐渐下降,则生成不同缩合度的多钒酸盐,随着pH值的下降,多钒根中含钒原子越多,缩合度越大。
缩合度增大,溶液的颜色逐渐加深,即由淡黄色变到深红,溶液转为酸性后,缩合度不再改变,而是获得质子的反应。
Cr2O72-和CrO42-离子之间在不同酸性环境中可以相互转化。
Cr(OH)3具有两性,既溶于酸又溶于碱。
CrO2中的Cr(Ⅲ)具有还原性,被氧化为Cr(VI)CrO42-该转化常在碱性介质中进行。
MnO2具有氧化性。
KMnO4具有氧化性,在不同介质中其还原产物不同。
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