實驗七---第一過渡系元素-(鈦、釩、鎘、錳)(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實驗七 第一過渡系元素(一) (鈦、釩、鎘、錳)實驗摘要:為了掌握鈦、釩、鎘、錳的主要氧化態(tài)的化合物的重要性質(zhì)及各氧化態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化的條件，本實驗用常用方法完成了鈦、釩、鎘、錳的氧化還原性質(zhì)的探究及其縮合物的實驗。結(jié)果表明鈦、釩、鎘、錳的化合物均具有一定的氧化還原性，有些離子在不同條件下可以相互轉(zhuǎn)化。并且釩酸鹽可以和酸縮合反應(yīng)生成不同縮合度的多釩酸鹽，隨著pH值的下降，多釩根中含釩原子越多，縮合度越大，顏色越深。關(guān)鍵詞:鈦的化合物 釩的化合物 鎘的化合物 錳的化合物 縮合平衡 氧化還原性 溶解性實驗用品:試管 臺秤 蒸發(fā)皿 PH試紙 玻璃棒實驗內(nèi)容: 一鈦的化合物(T

2、iO2)的重要性質(zhì)操作現(xiàn)象解釋及方程取少量二氧化鈦固體，注入NaOH溶液，加熱。固體不溶解TiO2+2NaOH=Na2TiO3+H2O靜置，取上層清液，小心滴入濃硫酸至溶液呈酸性，滴入幾滴H2O2固體溶解，溶液呈橘黃色Na2TiO3+2H2SO4(濃)= TiOSO4+Na2SO4+2H2OTiO2+H2O2=TiO(H2O2)2+二.釩的化合物的重要性質(zhì)1. 取0.5偏釩酸銨固體放入蒸發(fā)皿中，在沙浴上加熱，不斷攪拌，記錄反應(yīng)過程中固體顏色的變化，把產(chǎn)物分成四份。第一份固體中，加入1 mL濃H2SO4振蕩，放置，觀察現(xiàn)象。第二份固體中，加入NaOH溶液加熱。第三份固體中，加入少量蒸餾水，煮沸、

3、靜置，待其冷卻后，測定溶液的pH 。第四份固體中，加入濃鹽酸，微沸，檢驗氣體產(chǎn)物，加入少量蒸餾水，觀察溶液顏色。顏色變化逐漸變黃，最后變?yōu)榇u紅色粉末2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O第一份固體溶解，溶液呈黃色V2O5+2H+=2VO2+H2O第二份生成淡黃色沉淀，加熱沉淀溶解V2O5+6NaOH=2Na3VO4+3H2O第三份PH小于7第四份加入濃鹽酸后溶液為紅褐色。加蒸餾水后溶液變?yōu)樯钏{(lán)綠色，氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變白V2O5+6HCl=2VoCl2+Cl2+3H2O2. .低價釩的化合物的生成操作現(xiàn)象方程式往氯化氧釩溶液中加入2粒鋅粒，放置片刻，觀察溶液顏色的變化。黃綠紫VO2

4、+Zn+2H+=V2+Zn2+H2O3.過氧釩陽離子的生成操作現(xiàn)象方程往飽和偏釩酸銨溶液中加入稀HCl和2滴3%H2O2溶液，觀察并記錄產(chǎn)物的顏色和狀態(tài)。溶液呈紅棕色VO3-+H2O2=VO22（O2）2 3+H2OVO2（O2）23+6H+V（O2） 3+4.釩酸鹽的縮合反應(yīng)操作現(xiàn)象解釋及方程取四支試管，分別加入10mLpH分別為14，3，2和1（用0.1 mol·L-1NaOH溶液和0.1 mol·L-1鹽酸配制）的水溶液，再向每支試管加入0.1g偏釩酸銨固體，觀察現(xiàn)象依pH值的降低，溶液顏色由黃變紅，不斷加深。2VO43-+2H+=2HVO42-=V2O74-+H2O

5、 pH133V2O74-+6H+=2V3O93-+3H2O pH8.410V3O93-+12H+=3V10O286-+6H2O 8pH3此后不再縮合，加酸V10O286-+H+=H V10O285-HV10O285-+H+=H2V10O284- pH=2時，有V2O5水合物的紅棕色沉淀析出pH=1時，H2V10O284-+14 H+=10VO2+8H2O將pH為1的試管放入熱水浴中，緩慢滴加NaOH溶液并振蕩。觀察顏色變化，記錄該溶液的pH溶液由黃色VO2+變?yōu)榧t棕色H2V10O284-，溶液的pH值為2加NaOH平衡向左移動H2V10O284-+14 H+=10VO2+8H2O將pH為14的

6、試管熱水浴，緩慢滴加稀鹽酸并振蕩。觀察顏色變化，記錄溶液的pH。pH值降低，溶液顏色由黃色變成紅棕色2VO4-+2H+= V2O74-+H2O3 V2O74-+6H+=2 V3O93-+3H2O三、鉻的化合物的重要性質(zhì)1.鉻（）的氧化性 (Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+）操作現(xiàn)象方程式在重鉻酸鉀溶液中加入少量亞硫酸鈉溶液，觀察溶液顏色的變化。溶液顏色由橙紅色變?yōu)榫G色Cr2O72-+2SO32-+8H+=2Cr3+3SO42-+4H2O2.鉻（）的縮合平衡（Cr2O72-與 CrO42-的相互轉(zhuǎn)化）操作現(xiàn)象解釋及方程向CrO42溶液中加酸，再加堿加H+，黃色溶液變?yōu)槌燃t色，加堿，橙紅色溶液變?yōu)辄S色

7、2 CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O加H+，平衡向右移加OH-，平衡向左移3.氫氧化鉻（）的兩性操作現(xiàn)象解釋及方程在實驗1所保留的Cr3+溶液中加入NaOH溶液，觀察沉淀物的顏色。將所得沉淀物分成兩份，分別試驗與酸、堿的反應(yīng)，觀察溶液的顏色。Cr(OH)3為灰蘭色，加H+灰蘭色Cr(OH)3沉淀溶解生成綠色Cr3+離子，加OH- ，Cr(OH)3沉淀溶解生成綠色CrO2-離子。Cr3+3OH-=Cr(OH) 3Cr(OH) 3+3H+=Cr3+3H2OCr(OH) 3+ OH-=CrO2-+ H2O + H+4. 鉻（）的還原性(CrO2-轉(zhuǎn)變?yōu)镃rO42-)操作現(xiàn)象方程在實驗3

8、得到的CrO2-溶液中，加入過氧化氫，水浴加熱，觀察溶液顏色的變化綠色溶液變?yōu)辄S色2 CrO2-+3H2O2+2OH-=2 CrO42-+4 H2O5.重鉻酸鹽和鉻酸鹽的溶解性操作現(xiàn)象方程分別在Cr2O72-和CrO42-溶液中，各加入少量的Pb(NO3)2 、 BaCl2和AgNO3, 觀察產(chǎn)物的顏色和狀態(tài)。紅橙色Cr2O72-溶液，分別生成黃色PbCrO4、黃色BaCrO4、磚紅色Ag2CrO4沉淀；黃色CrO42-溶液，分別生成黃色PbCrO4、黃色BaCrO4、磚紅色Ag2CrO4沉淀。Cr2O72-+H2O=2 CrO42-+2H+對于Cr2O72-溶液，Cr2O72-+2Pb2+H

9、2O=2PbCrO4+2H+Cr2O72-+2Ba2+H2O=2BaCrO4+2H+Cr2O72-+4Ag+H2O=2Ag2CrO4+2H+對于CrO42-溶液，生成PbCrO4、BaCrO4、Ag2CrO4四、錳的化合物重要性質(zhì)1.氫氧化錳（）的生成和性質(zhì)取10mL0.2 mol·L-1MnSO4溶液分成四份：操作現(xiàn)象方程第一份滴加NaOH溶液，觀察沉淀顏色。振蕩試管，觀察現(xiàn)象生成白色的Mn(OH) 2沉淀，在空氣中氧化為棕色MnO(OH) 2Mn 2+2OH-=Mn(OH)2Mn(OH) 2+O2=2MnO(OH) 2第二份滴加NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀后加入過量的NaOH溶液，觀察

10、現(xiàn)象生成白色的Mn(OH) 2沉淀Mn 2+2OH-=Mn(OH)2Mn(OH) 2不溶于過量的NaOH .第三份滴加NaOH溶液，迅速加入稀鹽酸，觀察現(xiàn)象白色Mn(OH)2溶解為無色溶液Mn(OH) 2+HCl=MnCl2+2H2O第四份滴加NaOH溶液，迅速加入NH4Cl溶液，觀察沉淀現(xiàn)象白色Mn(OH)2溶解為無色溶液Mn(OH) 2+2NH4+= Mn 2+2 H2O+2NH32.二氧化錳的生成和氧化性操作現(xiàn)象方程往KMnO4溶液中加MnSO 4溶液，觀察沉淀的顏色。往沉淀中加入H 2SO4溶液和Na 2SO3溶液，觀察沉淀是否溶解紫色褪去，生成棕色MnO2沉淀。MnO2沉淀溶解，得無

11、色溶液2MnO4-+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+MnO2+SO32-+2H+=MnSO4+H2O往少量（米粒大?。┒趸i中加入濃硫酸，加熱，觀察反應(yīng)前后顏色棕色MnO2溶解，放出O2MnO2具有氧化性2MnO2+2H2SO4 (濃)=2MnSO4+2H2O+O23.高錳酸鉀的性質(zhì)操作現(xiàn)象方程分別試驗高錳酸鉀溶液與亞硫酸鈉溶液在酸性、近中性、堿性介質(zhì)中的反應(yīng)，比較它們的產(chǎn)物。酸性，紫色褪去變無色；中性，紫色褪去生成棕色MnO2；堿性，紫色褪去變?yōu)榫G色溶液。2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2+5SO42-+3H2O2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH-2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O結(jié)果及討論:V2O5具有兩性，既溶于酸又溶于堿。向釩酸鹽溶液中加酸，pH值逐漸下降，則生成不同縮合度的多釩酸鹽，隨著pH值的下降，多釩根中含釩原子越多，縮合度越大。縮合度增大，溶液的顏色逐漸加深，