实验七---第一过渡系元素-(钛、钒、镉、锰)

实验七第一过渡系元素(一) (钛、钒、镉、锰)

实验摘要:

为了掌握钛、钒、镉、锰的主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态间的相互转化的条件，本实验用常用方法完成了钛、钒、镉、锰的氧化还原性质的探究及其缩合物的实验。结果表明钛、钒、镉、锰的化合物均具有一定的氧化还原性，有些离子在不同条件下可以相互转化。并且钒酸盐可以和酸缩合反应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，颜越深。

关键词:

钛的化合物钒的化合物镉的化合物锰的化合物缩合平衡氧化还原性溶解性

实验用品:

试管台秤蒸发皿 PH试纸玻璃棒

实验内容:

一．钛的化合物(TiO2)的重要性质

操作	现象	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	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的变化，把产物分成四份。

第一份固体中，加入1 mL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。

颜变化	逐渐变黄，最后变为砖红粉末	2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O
第一份	固体溶解，溶液呈黄	V2O5+2H+=2VO2++H2O
第二份	生成淡黄沉淀，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。加蒸馏水后溶液变为深蓝绿，气体能使湿润的红石蕊试纸变白	V2O5+6HCl=2VoCl2+Cl2↑+3H2O

2. .低价钒的化合物的生成

操作	现象	方程式
往氯化氧钒溶液中加入2粒锌粒，放置片刻，观察溶液颜的变化。	黄→绿→紫	VO2++Zn+2H+=V2++Zn2++H2O

3.过氧钒阳离子的生成

操作	现象	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和状态。	溶液呈红棕	VO3-+H2O2=[VO22（O2）2] 3++H2O [VO2（O2）2]3++6H+→[V（O2）] 3+

4.钒酸盐的缩合反应

操作	现象	解释及方程
取四支试管，分别加入10mLpH分别为14，3，2和1（用0.1 mol·L-1NaOH溶液和0.1 mol·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，溶液颜由黄变红，不断加深。	2VO43-+2H+=2HVO42-=V2O74-+H2O pH≧13 3V2O74-+6H+=2V3O93-+3H2O pH≧8.4 10V3O93-+12H+打地鼠游戏机=3[V10O28]6-+6H2O 8﹥pH﹥3 此后不再缩合，加酸 [V10O28]6-+H+=[H V10O28]5- [HV10O28]5-+H+=[H2V10O28]4- pH=2时，有V2O5水合物的红棕沉淀析出 pH=1时，[H2V10O28]4-+14 H+=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。观察颜变化，记录该溶液的pH	溶液由黄VO2+变为红棕[H2V10O28]4-，溶液的pH值为2	加NaOH平衡向左移动 [H2V10ai1986网址导航O28]4-+14 H+=10VO2++8H2O
u型光电传感器将pH为14的试管热水浴，缓慢滴加稀盐酸并振荡。观察颜变化，记录溶液的pH。	pH值降低，溶液颜由黄变成红棕	2VO4-+2H+= V2O74-+H2O 3 V2O74-+6H+=2 V3O9烤翅料3-+3H2O

三、铬的化合物的重要性质

1.铬（Ⅵ）的氧化性 (Cr2O72-转化为Cr3+）

操作	现象	方程式
在重铬酸钾溶液中加入少量亚硫酸钠溶液，观察溶液颜的变化。	溶液颜由橙红变为绿	Cr2O72-+2SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O

2.铬（Ⅵ）的缩合平衡（Cr2O72-与 CrO42-的相互转化）

操作	现象	解释及方程
向CrO42溶液中加酸，再加碱	加H+，黄溶液变为橙红，加碱，橙红溶液变为黄	2 CrO42-+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

操作	现象	解释及方程
在实验1所保留的Cr3+溶液中加入NaOH溶液，观察沉淀物的颜。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。	Cr(OH)3为灰兰，加H+灰兰Cr(OH)3沉淀溶解生成绿Cr3+离子，加OH- ，Cr(OH)3沉淀溶解生成绿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-)

操作	现象	方程
在实验3得到的CrO2-溶液中，加入过氧化氢，水浴加热，观察溶液颜的变化	绿溶液变为黄	2 CrO2-+3H2O2+2OH- =2 CrO42-+4 H2O

5.重铬酸盐和铬酸盐的溶解性

操作	现象	水炮泥方程
分别在Cr2O72-和CrO42-溶液中，各加入少量的Pb(NO3)2 、 BaCl2和AgNO3, 观察产物的颜和状态。	红橙Cr2O72-溶液，分别生成黄PbCrO4、黄BaCrO4、砖红Ag2CrO4沉淀；黄CrO42-溶液，分别生成黄PbCrO4、黄BaCrO4、砖红Ag2CrO4沉淀。	Cr2O72-+H2O=2 CrO42-+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红枣去核机、Ag2CrO4

本文发布于:2024-09-25 19:15:28，感谢您对本站的认可！

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