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1、实验二十四铬、锰实验目的了解铭、锰主要氧化态化合物的重要性质以及它们之间相互转化的条件。实验用品仪器：离心机、试管、离心试管、烧杯、酒精灯等固体药品：MnO2、KMnO4、KOH*、KC1O3*液体药品:H2SO4（1moL L-1，浓）、HC1（2moL L-1，浓）、NaOH（2moL L-i，6moL L-i，40%）、HAc（2mo1.L-i）、 K2Cr2O7（0.1moLL-i,饱和 *）、 K2CrO4（0.1mo1-L-i）、 KMnO4（0.01mo1-L-i）、 KI（0.1moLL-i）、NaNO2（0.1moLL-i）、MnSO4（0.1mo1-L-i）、NH4C1（2
2、mo1.L-i）、 Na2SO3（0.1moLL-i）、Na2S（0.1mo1-L-i）、H2S （饱和）、BaC12（0.1moLL-i）、 Pb（NO3）2（0.1moLL-i）、AgNO3（0.1moLL-i）、3%H2O2、乙醇、材料：木条、冰实验内容一、合物的重要性质1 .铭（VI ）的氧化性Cr2O72-（橙红色）离子转变为Cr3+ （紫色）离子在少量（5mL）重铭酸钾溶液中，加入少量你选择的还原剂，观察溶液颜色的变化（如果现象不 明显，该怎么办?）写出反应方程式（保留溶液供下面实验3用）。思考题：（1）转化反应须在何种介质（酸性或碱性）中进行？为什么？ （h2so4介质）（2）从
3、电势值和还原剂被氧化后产物的颜色考虑，应选择哪些还原剂为宜？（Na2SO3、3%H2O2、 Sn2+等）如果选择亚硝酸钠溶液，可以吗？（可以）现象及解释：Cr2O72-（橙红色）离子转变为Cr3+ （紫色）离子。Cr2O72- + 2H+4H2O2=2CrO5 + 5H2O4CrO5+12H+=4Cr3+7O2 1+6H2OCr2O72- + 8H+3NO2-=2Cr3+3NO3-+4H2O2 .铭（VI）的缩合平衡Cr2O72-（橙红色）离子与CrO42-（黄色）离子的相互转化。思考题：Cr2O72-（橙红色）离子与CrO42-（黄色）离子在何种介质中可相互转化？取少量重铬酸钾溶液，加入你所
4、选择的试剂使其转变为CrO42-。(2)在上述CrO42-离子溶液中，加入你所选择的试剂使其转变为Cr2O72-离子。现象及解释：Cr2O72-(橙红色)离子与CrO42-(黄色)离子的相互转化。OH-Cr2O72-+H2O = 2CrO42-+2H+H+3.氢氧化铬(III)的两性Cr3+离子转变为Cr(OH)3 (灰绿色)沉淀，并试验Cr(OH)3的两性。在实验1保留的Cr3+离子溶液中，逐滴加入6mo1L-1氢氧化钠溶液，观察沉淀物的颜色，写出反 应方程式。现象及解释：Cr3+3OH-=Cr(OH)3l (灰绿色)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，写出反应方程
5、式。现象及解释：Cr(OH)3 + 3H+=Cr3+3H2OCr(OH)3 + OH-=CrO2-(亮绿色)+2H2O4 .铬(I)的还原性CrO2-(亮绿色)离子转变为CrO42-(黄色)离子。在实验3得到的CrO2-离子溶液中，加入少量所选择的氧化剂，水浴加热，观察溶液颜色的 变化，写出反应方程式。现象及解释：3H2O2 + 2CrO2- + 2OH-=2CrO42-+4H2O (绿色黄色)思考题：(1) 转化反应须在何种介质中进行？ (OH-)为什么？(2) 从电势值和氧化剂被还原后产物的颜色考虑，应选择哪些氧化剂？ 3%过氧化氢溶液可 用否？(可以)5. 重铬酸盐和铬酸盐的溶解性分别在
6、Cr2O72-离子与CrO42-离子溶液中，各加入少量的硝酸铅、氯化钡和硝酸银，观察产 物的颜色和状态，比较并解释实验结果，写出反应方程式。现象及解释:Cr2O72-+2Pb2+H2O=2PbCrO4l （铬黄）+2H+Cr2O72-+2Ba2+H2O=2BaCrO4l （柠檬黄）+2H+Cr2O72-+4Ag+H2O=2Ag2CrO4l （砖红色）+2H+思考题：试总结Cr2O72-与CrO42-相互转化的条件及它们形成相应盐的溶解性大小。6七三氧化铬的生成和性质在试管中加A4mL重铬酸钾饱和溶液，放在冰水中冷却后，慢慢加入8mL用冰水冷却过的浓硫 酸，把试管放在冰水中冷却，观察产物的颜色，
7、写出反应方程式。将沉淀转移至玻璃砂蕊漏斗中，抽滤至干，用玻璃棒取三氧化铬固体少许，置于石棉网上， 滴入几滴无水酒精，观察有何现象？写出反应方程式。现象及解释：K2Cr2O7 + 浓 H2SO4冰水 K2SO4 + 2CrO3；（橙红色）+ H2O4CrO3 + C2H5OH=2CO2f + 3H2O + 2Cr2O3实验习题根据实验结果，设计一张铬的各种氧化态转化关系图。二、锰的化合物的重要性质1 .氢氧化锰的生成和性质用10mL 0.2moLL-iMnSO4溶液分成四份：第一份：滴加0.2molL-iNaOH溶液，观察沉淀的颜色。振荡试管，有何变化？第二份：滴加0.2molL-iNaOH溶液
8、，产生沉淀后加入过量的氢氧化钠，沉淀是否溶解？第三份：滴加0.2molL-iNaOH溶液，产生沉淀后迅速加入2moLL-1盐酸溶液，有何现象发生？第四份：滴加0.2molL-iNaOH溶液，产生沉淀后迅速加入2moLL-1氯化铵溶液，沉淀溶解否？写出上述有关反应方程式。此实验说明氢氧化锰具有哪些性质？现象及解释：Mn2+2OH =Mn（OH）2l（白）（不稳定）Mn（OH）2 +1/2 O2 MnO（OH） 2；（棕）Mn（OH）2 + OH-1 不溶解Mn（OH）2 + H+Mn2+2H2O （加酸过程中可能有部分被氧化，部分I不溶解）结论：氢氧化锰不稳定，能被空气中的氧氧化；氢氧化锰溶于酸
9、不溶于碱。2. （II）离子的氧化试验硫酸锰和次氯酸钠溶液在酸、碱性介质中的反应。比较锰(II)离子在何介质中易氧化。现象及解释：Mn2+ClO- + 2OH-=MnO(OH)2l(棕黑)+ Cl-结论：锰(II)离子在碱性介质中易氧化。3. 硫化锰的生成和性质往硫酸锰溶液中滴加饱和硫化氢溶液，有无沉淀产生？若用硫化钠代替硫化氢溶液，又有 何结果？请用事实说明硫化锰的性质和生成沉淀的条件。现象及解释：Ksp(MnS)=1.4x10 -15 H+2S2-=K1K2H2S=5.7x10-8x1.2x10-i5x0.1=6.8x10-24 当Mn2+S2-Ksp(MnS)=1.4x10 -15 时，
10、便有沉淀产生。思考题：试总结锰(II)离子的性质。4. 二氧化锰的生成和氧化性(1) 往盛有少量0.01molL-1高锰酸钾溶液中，逐滴滴入0.5molL-1硫酸锰溶液，观察沉淀的 颜色，往沉淀中加入lmolL-1硫酸溶液和0.1molL-1亚硫酸钠溶液，沉淀是否溶解？写出有关的反 应方程式。现象及解释：2MnO4- + 3Mn2+2H2O=5MnO2；(棕黑)+ 4H+MnO2 + 2H+SO32-= Mn2+ + SO42-+H2O(2) 在盛有少量(米粒大小)二氧化锰固体的试管中，加入2 ml浓硫酸，加热，观察反应前 后颜色。有何气体产生？写出反应方程式。现象及解释：2MnO + 2H
11、SO1=2MnSO1 + O f + 2H O22 442125*.钾的生成和性质在干燥的试管中混合固体氯酸钾、二氧化锰和氢氧化钾(其质量分别为0.1g、0.2g和0.3g)， 加热熔融；观察产物的颜色。冷却后，加入5m L水，使熔块溶解，取少量上层清液，然后加入 2mol-L-1醋酸溶液，观察有何变化？再加入过量的6 mol-L-1氢氧化钠溶液，又有何变化？写出反 应方程式。通过实验说明锰酸钾稳定存在的介质条件和歧化后的产物，并解释之。现象及解释:3MnO2+6KOH + KClO3=3K2MnO4 + KCl+3H2O3MnO42-+4H+=2MnO4-+MnO2+2H2O2MnO4-+M
12、nO2+4OH-=3MnO42- + 2H2O思考题：实验中若需制备稍大量的锰酸钾时，应在何容器(铁或镍)中进行？是否可用玻璃器皿或瓷质器 皿？(不可以)为什么？( SiO2+2OH-=SiO32-+H2O)6. 锰酸钾的性质(I) 加热固体高锰酸钾观察有何现象发生？检验产生的气体，写出反应方程式。现象及解释：2KMnO4 K2MnO4+O2f + MnO2(2)分别试验高锰酸钾(2d0.01molL-i)溶液与亚硫酸钠(0.5mL0.1moLL-i)在酸性 (0.5mL1moLL-iH2SO4)、近中性(0.5mL 水)、碱性(0.5mL6moLL-1NaOH)介质中的反应，比较它 们的产物
13、有何不同？写出反应式。2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2Mn2+ + 5SO42- +3H2O (浅红)2MnO4- + 3SO32- + H2O = 2MnO2； + 3SO42- + 2OH-(棕黑)2MnO4- + SO32- + 2OH- = 2MnO42- + SO42- +H2O (绿色)实验习题(1) 如何实现 MnO4-TMn2+, MnO4-MnO2， MnO4-MnO42-的转化。答：分别于酸性、中性、碱性条件下与还原剂反应。(2) 氧化剂可将锰(II)离子氧化为高锰酸根离子？在由Mn2+MnO42-的反应中，应如何控制锰(II) 离子的用量？(Mn2+不要
14、过量)为什么？2MnO4- + 3Mn2+2H2O=5MnO2； + 4H+(3) 锰酸钾为原料制备氯气时，应加浓盐酸。但实验时误加了浓硫酸，加热时引起了爆炸，试 解释其原因。2KMnO + 16HCl=2MnC1 +2KCl+5C1 $ + 8H O42224KMnO4 + 2H2SO4=2K2SO4+4HMnO44HMnO4=2Mn2O7 + 2H2O2Mn2O7=4MnO2+3O2f(4) 性介质中，氧能把锰(II)氧化为锰(IV)，在酸性介质中，锰(IV)又可将碘化钾氧化为碘。写出有关反应式，并用电极电势和平衡原理解释以上现象。2Mn(OH)2+O2+2H2O=2MnO2+4H2OMnO2 + 2H2O + 2e-=Mn(OH)2 + 2OH- (p 土=一0.05VO2+2H2O + 4e-=4OH- p 土=0.401VMnO2 + 2I-+4H+=Mn2+I2 + 2H2OMnO2+4H+2e-=Mn2+2H2O p eA=1.223VI2+2e-=2I- p oa=.535V
