铬、锰及其化合物的性质(精)(可编辑修改word版)
2 7 4 2 7
B 4 3
2
2 7 4
4 2 7 铬、锰及其化合物的性质
一、实验目的
掌握铬、锰主要氧化态化合物的性质。
二、实验原理
1、铬及其化合物的性质
Cr 价电子构型：3d 54s 1 ，VIB 族，常见的氧化态为＋6，＋3，＋2
E A 0/V
Cr O 2-
1.33
Cr 3+ -0.41 Cr 2+ -0.91 Cr
E 0
/V
CrO 2- -0.13 Cr(OH) -1.1 Cr(OH) -1.4 Cr
在酸性介质中，＋2 氧化态具有强的还原性，＋6 氧化态具有氧化性，Cr 3＋
的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为 Cr O 2－；在碱性介质中，＋6 氧化态稳定（CrO 2－）
。 Cr 2O 3 和 Cr （OH ）3 显两性。
OH - OH - Cr
3+
(×?é?￡? r(OH)3￡¨ ?òà?é??
[Cr(OH)4]￡-
H +
+ ￡¨ ?ìé?￡?
铬（VI ）最重要的化合物为 K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr O 2－和 CrO 2－存在下列平衡：
2 CrO 2-
+ 2 H +
Cr O 2-
+ H 2O
(??é?)
￡¨ 3èoì é?￡?
在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-可以被过氧化氢氧化为 CrO 42－。在酸性溶液中CrO 42－转变为 Cr 2O 72－。Cr 2O 72－与过氧化氢反应能生成深蓝色的 CrO 5，由此可以鉴定 Cr 3＋。 2、Mn
价电子结构 3d 54s 3 ，VIIB 族，常见的氧化态为＋6，＋7，＋4，＋3，＋2 Mn 2
＋在酸性溶液中的稳定性大于在碱性溶液中：
酸性介质：只有很强的氧化剂（铋酸钠、二氧化铅）才能氧化 Mn 2＋
-0.74
4 4 4
4 4 B 4 4
4 4 2
4 2 7 2 8 2 2 7 4 2Mn 2+ +
碱性介质：
5NaBiO 3 + 14 H +
5 Na + + 5 Bi 3+ + 2 MnO - + 7 H 2O
Mn 2+ + 2OH -
Mn(OH)2
O 2
MnO(OH)2
(°×é?3áμí ￡?
(×?é?￡?
Mn （IV ）化合物重要的是 MnO 2，在酸性溶液中具有氧化性。Mn （VI ）化合物重要的是 MnO 2－，Mn （VII ）化合物重要的是 MnO －
E A 0/V
E 0/V
MnO -
MnO - 0.56 MnO 2- 2.26 MnO 2
0.56 MnO 2- 0.60 MnO
2
MnO 2－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。
三、实验内容
1. Cr 的化合物
（1） 选择适当的试剂，完成 Cr 化合物的转化
Cr 3+ + 3OH -
Cr(OH)3
(×?é?￡?
￡¨ ?òà?é?￡?
Cr(OH)3 + 3 HCl
CrCl 3 + 3H 2O
Cr(OH)3 + NaOH
Na[Cr(OH)4] + H 2O
￡¨ ?ìé?￡?
2Cr 3+ + 3H 2O 2 +10OH - = 2CrO 2- + 8H O 2 CrO 2- + 2 H + Cr O 2- + H 2O
(??é?) ￡¨ 3èoì é?￡?
2Cr 3++3S O 2-+7H O=Cr O 2-+6SO 2-+14H +
（2） Cr 3＋的性质
① Cr(OH)3 的生成和两性
4 4 2
4 2 7 2 7 4 2 7 2 4
4 2 7 Cr 3+ + 3OH - Cr(OH)3
(×?é?￡?
￡¨ ?òà?é?￡?
Cr(OH)3 + 3 HCl
CrCl 3 + 3H 2O
Cr(OH)3 + NaOH
Na[Cr(OH)4] + H 2O
￡¨ ?ìé?￡?
② [Cr(OH)4]- 加热水解性
[Cr(OH)4]- + H 2O = Cr(OH)3 (灰蓝色) ＋ OH －
（3） Cr （III ）的还原性及鉴定
2Cr 3+ + 3H 2O 2 +10OH - = 2CrO 2- + 8H O 2[Cr(OH)4]- + 3H 2O 2 +2OH - = 2CrO 2- + 8H 2
O 2 CrO 2- + 2 H + Cr O 2- + H 2O
(??é?) ￡¨ 3èoì é?￡?
Cr O 2－ ＋ 2Ba 2＋ ＋ H O ＝ 2BaCrO （黄色）＋ 2H ＋ （4） Cr （III ）的水解
2Cr 3＋ ＋ 3S 2－ ＋ 6H 2O ＝ 2Cr （OH ）3↓（灰绿色） ＋ 3H 2S ↑
（5） Cr O 2－和 CrO 2－的转化
2 CrO 2- + 2 H
+
Cr O 2-
+ H 2O
(??é?)
(6)重铬酸盐与铬酸盐的溶解性
￡¨ 3èoì é?￡?
在重铬酸盐溶液中分别加入银离子，铅离子，钡离子等，能生成相应的溶解度较小的铬酸盐沉淀。
Cr 2O 72－ ＋ 2Ba 2＋ ＋ H 2O ＝ 2BaCrO 4（黄色）＋ 2H ＋
Cr 2O 72－ ＋ 2Pb 2＋ ＋ H 2O ＝ 2PbCrO 4（ 黄 色 ）＋ 2H ＋ Cr 2O 72－ ＋ 4Ag ＋ ＋ H 2O ＝ 2Ag 2CrO 4（砖红色）＋ 2H ＋
（7） Cr 2O 72－的氧化性（酸性介质）
Cr 2O 72－ ＋ 3S 2－ ＋ 14H + = 2Cr 3+ + 7H 2O + 3S ↓
Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O
不能用盐酸酸化，因为氯离子有还原性。
（8） 过铬酸的生成――Cr （VI ）的鉴定
4 2 7 2 7
5 2
4 2 2
2
4 4 2 2 4 2 2 4 4 4 2 2
2 CrO 2- + 2 H +
Cr O 2-
+ H 2O
(??é?)
￡¨ 3èoì é?￡?
4H 2O 2 ＋ Cr O 2－ ＋ 2H ＋＝ 2CrO ＋ 5H O （有机相显蓝色） 4CrO 5 ＋ 12H ＋＝ 4Cr 3+ + 7O 2 ＋ 6H 2O
（9） CrO 3 的生成与性质
K 2Cr 2O 7 ＋ H 2SO 4 （冷、浓）＝CrO 3 （橙红色）＋ K 2SO 4 ＋ H 2O CrO 3,强氧化剂，铬酸酸酐，不稳定，受热分解，遇酒精着火
2. Mn 的化合物
（1） 选择合适的试剂，完成转化实验
MnO 2 ＋ 4HCl ＝ MnCl 2 ＋ Cl 2 ＋ 2H 2O
2KMnO 4+ 3MnSO 4 + 2H 2O = 5MnO 2↓ + K 2SO 4 + 2H 2SO 4
4 MnO － ＋ 4H + ＝ 4MnO ＋ 2H O ＋ 3O 4 MnO － ＋ 4OH － ＝ 4MnO 2－ （绿色） ＋ 2H O ＋ O 2 MnO － ＋MnO ＋ 2H O = 3 MnO 2－ （绿色） ＋4H + 3 MnO 2－ （绿色） ＋4H += 2 MnO － ＋MnO ＋ 2H O （2） Mn （II ）化合物的性质
① Mn(OH)2 的生成和性质
Mn 2+ + 2OH - Mn(OH)2 (?3oì ￡? Mn(OH)2 (°×é?3áμí ￡?
+ 2 HCl MnCl 2 + 2H 2O
Mn(OH)2 + NaOH 2Mn(OH)2 + O 2
2MnO(OH)2 (×?é?￡?
Mn(OH)2 溶于硫酸，氯化铵水溶液。不稳定
Mn (OH )2 + H 2O 2 → MnO 2 + 2H 2O
注：MnO 2 在 HNO 3 中溶解不显著，在酸性溶液中用 H 2O 2 还原可提高溶解性， 反应如下：
MnO 2 + H 2O 2 + 2H + → Mn 2+ + 2
H 2O + O 2
②Mn（II）离子的氧化（碱性介质）
Mn2+在酸性介质中比较稳定，要将其氧化为MnO4-比较困难。
酸性条件下，需要NaBiO3、PbO2、S2O82-等强氧化剂在硝酸溶液中氧化Mn2+到MnO4-：
2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O
2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++5H2O
介质不能用盐酸，因为Cl-有还原性；Mn2+的量不能太大，否则：
2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+
在碱性条件下容易被氧化
NaClO+MnSO4+2NaOH=MnO2↓+Na2SO4+NaCl+H2O 生成棕黑色物质
③MnS 的生成和性质
MnS 沉淀的生成的条件：[Mn2+][S2-]>3×10－13
碱性条件下加硫化铵或者硫化钠，可以生成肉色的MnS 沉淀，使用饱和H2S 溶液无沉淀生成。MnS 能溶于稀酸，MnS 还能溶于HAc 溶液。
④Mn（II）的鉴别
2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O（无色―紫红色）
（3）Mn（IV）的生成和性质
2KMnO4+ 3MnSO4 + 2H2O = 5MnO2↓ + K2SO4 + 2H2SO4
MnO2+Na2SO3+H2SO4=MnSO4+Na2SO4+ H2O
（4）Mn（VI）化合物的生成与性质
2 MnO4－＋MnO2＋2H2O =
3 MnO42－（绿色）＋4H+
MnO42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。
3 MnO42－＋2H2O＝2 MnO4－＋MnO2↓ ＋4OH－
3 MnO42－＋4H+ = 2 MnO4－＋MnO2↓ ＋2H2O
（5）KMnO4的性质
热稳定性差，通常保存在棕色瓶中
4MnO4－＋4H＋＝4MnO2＋2H2O ＋3O2
四、注意事项
CrO3具有强氧化性且有毒，与酒精接触着火，要注意安全。