1 过渡金属离子颜色过渡金属离子颜色 ——钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜 深圳市龙岗区林建芬 邮箱：ljfscnu@ 注：照片或许会有色差注：照片或许会有色差 钛系列： 钛，Ti，是一种银白色的过渡金属，重量轻、强度高，是 21 世纪新兴的金属，英文名 Titanium，源自古希腊传说的泰坦巨人(⊙０⊙) 钛（Ⅲ）离子[Ti(H2O)6]3+呈现紫 色，在浓溶液时紫色微微偏蓝，在稀 溶液是紫色却微微偏粉三氯化钛最 大的用途当属于生产聚丙烯的催化剂 制备：钛溶于盐酸或锌在酸性条件下 还原四价钛 四价钛在水中一般以 TiO2+形式 存在，是无色的，加碱或水解生成白 色的α-钛酸 H4TiO4，可溶于酸和碱 偏钛酸受热则生成β-钛酸，不溶于酸 碱脱水成白色的二氧化钛 TiO2，俗 称钛白粉，钛白粉，顾名思义它实在 太白了，他是现在人们所用到的最白 的颜料づ￣3￣)づ李白，字钛白 制备：[TiO]2+三价钛的氧化或二氧化 四价钛离子是无色的，但是他和 过氧化氢混合时会产生一种橙色的物 质，过氧钛离子[Ti(O2)]2+,这种离子 在不同 pH 下组成和颜色会发生改 变，酸性下为红色过氧钛离子，加碱 后变为过氧钛酸根离子 [Ti(H2O)6]3+ H4TiO4 [Ti(O2)]2+ 2 [TiO(O2)2]2-，颜色渐渐红色→橙色→黄色→淡黄色。
钛系列全部 Y(^_^)Y 钒系列： 钒的英文名是 Vanadium，源自古希腊传说中的一位叫“凡娜迪丝”的美丽女神(⊙﹃⊙)， 原因就是因为钒化合物的色彩是在太丰富了，太漂亮了（⊙0⊙） 二价 V2+在水里是水合离子，呈现漂 亮的紫色，由于二价钒离子的还原性太 强，在空气中极易被氧化，所以我用了用 锌粒保持还原性环境并且油封隔离空气 ⊙﹏⊙ 制备：过量的锌在酸性下还原任意价态的 钒都可以 三价钒离子 V3+是绿色的，一种翠绿 的颜色，他的还原性也很强，但相比二价 钒离子稍逊色一点，也是怕被氧化 制备：等量的二价钒和四价钒归中或者 用二氧化硫，二氯化锡还原四价钒 四价的钒离子则因为电荷过高，离子 半径过小而往往与氧结合成钒氧二正离子 VO2+，他是一种纯净的蓝色的化合物， 溶液的蓝色非常的纯净 制备：用二价铁或者碘离子还原五价钒 但是在反应过程中会出现绿色这是为什么 呢？(⊙_⊙)?其实这是蓝色四价钒和 黄色五价钒的叠加的颜色◕ω＜) V2+ V3+ VO2 + 3 最后，钒到了最高价态，正五价的形式，这时钒化合物的颜色就和 pH 密切相关了，当溶 液 pH 为强酸性的时候，(3ω3)钒以淡黄色的 VO2+的形式存在。
当 pH 升高到 2 左右，溶液 则会出现红棕色的五氧化二钒沉淀 V2O5(εωε)再次升高 pH 大于 2 小于 13 时，钒则会出 现各种聚合程度的多聚钒酸根(@ω@)，随着 pH 的升高，五氧化二钒溶解并渐渐由钒多酸 根变为简单钒酸根 VO43-最后成偏钒酸根 VO3-，总的颜色变化淡黄色→红棕色沉淀→棕色 →黄色→淡黄色→无色 和钛一样，五价的钒会和过氧化氢中的过氧根结合成有色的物质，随着 pH 的改变，其组 成和颜色也会改变，酸性下是红棕色的[V(O)2]3+，pH 增大，离子变为[VO2(O)2]3，-颜色 由红棕色→棕黄色→黄色 钒系列全部 Y(^_^)Y VO2+离子V2O5 多聚钒酸根VO3- 4 铬系列： 铬，Cr，银白色金属，因为铬能够生成美丽多色的化合物，根据希腊字 chroma（颜色） 命名为 chromium 铬元素最为人熟知的价态是三价和六 价，但是其实他还有二价，二价的铬是 淡蓝色的，金属铬和盐酸反应就生成淡 蓝色的 CrCl2，但他的还原性太强了， 以至于一碰到空气就立马变成绿色的 Cr3+，所以我们要用锌粒保持一个还原 性的环境并且油封再密封隔绝氧气。
这 货一开盖就变色，做了五个瓶子就两个 成功了＃(╰皿╯)凸 制备：锌粒在酸性条件下还原三价铬 三价铬就是个传奇的所在关于他的 颜色的传说简直头晕目眩@_@ 我们一 般看到的三价铬是绿色的，但这并不是他 的正常的六水合铬离子[Cr(H2O)6]3+的颜 色，绿色其实是部分水合的五水合铬离子 [Cr(H2O)5]3+的颜色，六水的颜色实则是紫色的， 这个用它的盐硫酸铬钾固体就可以看到硫酸铬钾 是紫黑色 的固体， 但他溶于 水则是一 种紫不紫，蓝不蓝，绿不绿的颜色@﹏@，这是 由于紫色的六水铬离子和绿色的五水铬离子的平 衡状态时的颜色，如果加热则是含五水铬离子的 绿色溶液另外过氧化氢在酸性条件下还原六价铬时会在一开始看到明显的紫色物质出 现，但不久就变成绿色了除此之外，溶液里面含有较多的氯离子，则铬也会和氯配位成 绿色的二氯四水或三氯三水合铬离子所以水合铬离子欺骗了太多人的眼睛 [Cr(H2O)6]2+ 硫酸铬钾溶液 KCr(SO4)2·12H2O [Cr(H2O)5]3+ [Cr(H2O)6]3+ [Cr(H2O)5]3+和[Cr(H2O)6]3+ 5 三价铬的原子半径和铝相 近，所以他的性质和铝离子有些 相似哟，比如在铬离子溶液中加 碱，先生成灰蓝色的氢氧化铬 Cr(OH)3沉淀，碱过量则溶解成亮 绿色的亚铬酸根离子 Cr(OH)4-、 CrO2-，不过这个离子可不太稳 定，即使在强碱性下也会缓缓分 解出氢氧化铬或三氧化二铬沉 淀，另外如果三氧化二铬灼烧后 则是一个很坚强的孩子(￣ε￣*)， 不怕强酸不怕强碱，因为他的晶 型已经被改变，和刚玉型的三氧 化二铝一样坚挺，它包含的能量 低，所以如果你铝热三氧化二铬 是看不到漂亮的烟花哟~~(◕ω＜) 制备：三价铬由六价铬还原得到，加碱得到氢氧化铬，碱过量则是亚铬酸根。
六价铬是个不太好的家伙，它颜 色鲜艳而且让人感到温暖，但是 它确实有毒且有致癌性的东西 ~(+﹏+)~，六价铬在酸性条件下 是橙色的重（chong）铬（ge）酸 根 Cr2O7-，在碱性下是黄色的铬 酸根 CrO4-离子这是一个由酸碱性 控制的平衡六价铬最突出的性 质就是他的氧化性，重铬酸钾是实验室常用的强氧化剂，并且重铬酸钾和浓硫酸混合得到 的溶液称为铬酸洗液，脏脏的玻璃仪器用它一洗则干干净净╰(￣▽￣)╮ 铬系列全部： Cr(OH)4- Cr2O7- Cr(OH)3 CrO4- 6 锰系列：锰， Mn，是一种灰白色金属，性坚而脆，1774 年，甘恩分离出了金属 锰柏格曼将它命名为 manganese（锰）锰可用铝热法还原软锰矿制得 锰有好多价态，从-3 到+7 都有，不过常见 的还是+2、+4、+7，其中还有不稳定的 +3、+6价态已经更不稳定的+5价态2 价的水合锰离子[Mn(H2O)6]2+一般认为是无 色的但其实他是有颜色的，它是淡淡的粉 色或者肉色的，只是因为颜色太浅了不容 易看出来固体硫酸锰就是很可爱的淡粉 色粉末 o(≧v≦)o往溶液里加碱，会生出白色的氢氧化锰(Ⅱ)Mn(OH)2沉淀，但这玩意儿 和氢氧化亚铁一样，见氧气就被氧化，所以也不容易见到他的真面目(πAπ)。
高锰酸钾可是化学界氧化剂大家庭里的明星， 在众多氧化剂里独树一帜，它的固体是紫黑色 的，而高锰酸根 MnO4-有很深的紫红色，一缸 水里只要不小心掉进去一小丁点高锰酸钾， Σ(っ °Д °;)っ整个水就紫了不过就是因 为这么深的颜色，所以他常常被用来给水染色 用（比如楼上漏水了，但不知道那儿漏，就在 二楼有水的地方撒点点高锰酸钾，然后到一楼去看，如果厨房的天花板紫了，那就说明二 楼的厨房在漏水！！！） 另外高锰酸钾在不同 pH 下被还原的产物是不同的，在酸性下被还原成无色的二价锰，在 中性或者微碱性下被还原为棕色的水合二氧化锰沉淀MnO(OH)2或 MnO2·H2O（注意， 是沉淀哟︿(￣ε￣)）， 在强碱性条件下则生成墨绿色的锰酸根 MnO42-，锰酸根也不稳定，放久了会歧化成棕色的 水合二氧化锰沉淀和紫色高锰酸根(ㄒ o ㄒ)/~~ 所以总的来看，稳定的锰的溶液只有二价锰离子和七价高锰酸根，就不摆锰系列了 MnO4- MnO(OH)2 [Mn(H2O)6]2+ 7 铁系列： 铁，Fe，是一种灰白色的金属，是最见的金属古代小亚细亚半岛的赫梯人是第一个从铁 矿石中熔炼铁的中国也是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。
铁可算是我们最常见的金属了，人类发现 和运用铁开启了铁器时代，铁也是维持人 类生存的最重要的一种金属，血液中含铁 的血红蛋白起着运输氧气和二氧化碳的作 用铁最常见的是+2和+3 价正二价的水 合铁离子[Fe(H2O)6]2+是浅绿色的，稀的 溶液往往看不出来而呈现无色二价铁容 易被氧化变黄（苹果变黄可不是因为铁离子哟~）在碱性下亚铁会生成白色的氢氧化亚 铁 Fe(OH)2沉淀，不过这玩意儿会立马被氧气氧化变绿，最后变成棕褐色的氢氧化铁 Fe(OH)3沉淀，注意！那个灰绿灰绿的玩意儿可不是氢氧化亚铁和氢氧化铁的混合物哟， 而是一种很复杂的中间体（想想，白色翔状的氢氧化亚铁和褐色翔状的氢氧化铁混合怎么 可能得到绿色的翔\(“▔□▔)/） 二价铁和邻二氮菲（Phen）配位成一种桔 红色的离子[Fe(Phen)3]2+，可以用分光光 度计对这个进行分析来得出二价铁的含 量 二价铁被氧化剂氧化便得到了“黄色”的 三价铁离子o ゜▽゜)o 等等，有什么 不对其实真正的水合三价铁离子 [Fe(H2O)6]3+是淡紫色的离子，紫色很淡， 不容易看出来，在强酸性且没有硫酸根和 氯离子的情况下才看得到这种水合铁离子 的颜色，棕黄色其实是铁离子部分水解产 物的颜色，溶液加热，黄色会加深成棕色 甚至棕红色。
另外在盐酸下，氯化铁和氯 配位成黄色的四氯合铁离子[FeCl4]- 三价铁在硫氰根的作用下会生出血红色的 硫氰合铁离子[Fe(SCN)1~6]2+~3-，一般写作 Fe(SCN)3~(0﹃0)~ 除此之外，还可以用亚铁氰化钾，它和铁 离子生成一种颜色很特别的蓝色沉淀，叫 Fe(SCN)3 [Fe(Phen)3]2+ [FeCl4]- [Fe(H2O)6]2+ 8 普鲁士蓝 KFe[Fe(CN)6]可作为颜料，而亚铁离子和铁氰化钾则生成一种较滕氏蓝的玩意 儿其实他们就是一个玩意儿\(“▔□▔)/ 钴系列： 钴元素也是一种有趣的元素╮(╯▽╰)╭， 二价的钴盐氯化钴在不同的环境下颜色 会随之改变，当水的蒸汽压比较高，也 就是湿度大，温度低时，氯化钴晶体呈 现玫瑰红色或者粉红色，在水蒸汽压 低，也就是湿度低，温度高时呈现蓝 色，这是由于钴的在湿度大的地方是六 水合钴离子[Co(H2O)6]2+，随着湿度减 小，水合钴离子逐渐脱水成无水氯化钴，颜色由粉红色→紫红色→蓝紫色→蓝色所以粉 红色的氯化钴溶液加热则成蓝色的溶液，或者加酒精脱水也成蓝色的溶液 向二价钴离子里面加氨水，先生成蓝色 的碱式盐沉淀，然后在成粉红色的氢氧 化钴 Co(OH)2沉淀，再加过量氨水，则 生成土黄色的六氨合钴(Ⅱ)离子 [Co(NH3)6]2+，然后它不稳定易被氧气氧 化成淡棕红色的六氨合钴(Ⅲ)离子 [Co(NH3)6]3+，稀释后成淡棕色。
镍系列 镍元素也是一种常见的元素(づ￣3￣)/ ✪（掏出一块硬币），往往在硬币上见到他的身 影，但是他的离子却没那么可爱，镍离子的过敏性比较强，几乎有 1/4 的人对镍离子是过 敏的，接触到了镍离子后会 起红疹并且奇痒无比，俗称 “镍痒症”其中女生的比 例比较大哟(＞﹏＜)有些 过敏性体质更严重的人可能 接触到某些金属就会因为汗 [Co(H2O)6]2+CoCl2 的酒精溶液 [Ni(H2O)6]2+ [Co(NH3)6]3+ [Ni(NH3)6]2+[Ni(NH3)4(H2O)2]2+ 9 渍使金属分泌出的金属离子而过敏，这就是金属过敏症，所以使用镍离子的时候要小心哟 ~ 水合镍离子[Ni(H2O)6]2+是绿色的，绿绿的，很好看。