第一过渡系元素(一)(钛、钒、铬、锰).ppt

实验： 第一过渡系元素(一)(钛、钒、铬、锰),[实验目的]1、掌握钛、钒、铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件2、练习沙浴加热操作[实验用品]见教材P179[基本操作]：沙浴加热，参见第三章三一、钛的化合物的重要性质,[实验内容],1、二氧化钛的性质和过氧钛酸根的生成 在试管中加入米粒大小的二氧化钛粉末，然后加入2mL浓H2SO4，再加入几粒沸石，摇动试管至近沸（注意防止浓硫酸溅出），观察试管的变化冷却静置后，取0.5mL溶液，滴入1滴3%的H2O2，观察现象反应方程式如下：TiO2+2H2SO4(浓)=Ti(SO4)2+2H2OTi(SO4)2易水解，实际得到TiOSO4白色粉末TiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+,总结： 得到TiOSO4产物，该物质与H2O2反应，生成[TiO(H2O2)]2+桔黄色溶液，该反应用于钛的定性检验另取少量二氧化钛固体，注入2mL40%NaOH溶液，加热静置后，取上层清液，小心滴入浓硫酸至溶液呈酸性，滴入几滴3%H2O2­，检验二氧化钛是否溶解反应方程式如下：TiO2+2NaOH=Na2TiO3+H2ONa2TiO3+2H2SO4(浓)= TiOSO4+Na2SO4+2H2OTiO2++H2O2=[TiO(H2O2)]2+,2.钛（Ⅲ）化合物的生成和还原性 在盛有0.5mL硫酸氧钛的溶液（用液体四氯化钛和1mol·L-1(NH4)2SO4按1﹕1的比例配成硫酸钛溶液）中，加入两个锌粒，观察颜色的变化，把溶液放置几分钟后，滴入几滴0.2 mol·L-1CuCl2溶液，观察现象。

由上述现象说明钛（Ⅲ）的还原性反应方程式如下：TiOSO4+Zn=Ti2(SO4)3+ZnSO4Ti3++Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+2TiO2++4H+总结： 三价钛具有还原性，产生为白色的CuCl沉淀1、 取0.5偏钒酸铵固体放入蒸发皿中，在沙浴上加热，并不断搅拌，观察并记录反应过程中固体颜色的变化，然后把产物分成四份 在第一份固体中，假如1 mL浓H2SO4振荡，放置观察溶液颜色，固体是否溶解？在第二份固体中，加入6 mol·L-1NaOH溶液加热有何变化？,二、钒的化合物的重要性质,在第三份固体中，加入少量蒸馏水，煮沸、静置，待其冷却后，用pH试纸测定溶液的pH 在第四份固体中，加入浓盐酸，观察有何变化微沸，检验气体产物，加入少量蒸馏水，观察溶液颜色反应方程式如下：2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O(1)加浓硫酸,溶解,V2O5+2H+=2VO2++H2O(2)加NaOH,V2O5+6NaOH=2Na3VO4(淡黄色)+3H2O(3)pH﹤7(4)V2O5+6HCl=2VoCl2+Cl2↑+3H2O,总结： NH4VO3受热分解，生成V2O5，由橙红色固体→深红色→橙黄色→橙色；（1）V2O5溶于酸(2) V2O5溶于碱（3）V2O5溶于两性偏酸（4）具有活氧化性，还原为VoCl2，兰色，放出Cl2。

2 .低价钒的化合物的生成 在盛有1mL氯化氧钒溶液（在1g偏钒酸铵固体中，加入20mL6 mol·L-1 HCl溶液和10mL蒸馏水）的试管中，加入2粒锌粒，放置片刻，观察并记录反应过程中溶液颜色的变化，并加以解释反应方程式如下：VO2++Zn+2H+=V2++Zn2++H2O总结：V5+或V4+具有氧化性，V5+离子被还原，依次为V5+→V4+→V3+→V2+，其颜色变化为黄→兰→绿→紫3.过氧钒阳离子的生成 在盛有0.5mL饱和偏钒酸铵溶液的试管中，加入0.5mL2 mol·L-1HCl溶液和2滴3%H2O2溶液，观察并记录产物的颜色和状态反应方程式如下：VO3-+H2O2=[VO2（O2）2]3++H2O[VO2（O2）2]3++6H+→[V（O2）]3+现象：生成红棕色[V（O2）]3+总结：NH4VO3在强酸性介质中，加入H2O2，生成过氧钒[V（O2）]3+阳离子，该离子为红棕色4.钒酸盐的缩合反应（1）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（约一角勺尖）。

振荡试管使之溶解，观察现象并加以解释现象： 依pH值的降低，溶液颜色由黄变红，不断加深总结： 向钒酸盐溶液中加酸，pH值逐渐下降，则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，缩合度越大缩合度增大，溶液的颜色逐渐加深，即由淡黄色变到深红，溶液转为酸性后，缩合度不再改变，而是获得质子的反应2VO43-+2H+=2HVO42-=V2O74-+H2O pH≧133V2O74-+6H+=2V3O93-+3H2O pH≧8.410V3O93-+12H+=3[V10O28]6-+6H2O 8﹥pH﹥3此后不再缩合，加酸[V10O28]6-+H+=[HV10O28]5-[HV10O28]5-+H+=[H2V10O28]4-pH=2时，有V2O5水合物的红棕色沉淀析出pH=1时，[H2V10O28]4-+14H+=10VO2++8H2O,（2）将pH为1的试管放入热水浴中，向试管内缓慢滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液并振荡试管观察颜色变化，记录该颜色下溶液的pH反应方程式如下：[H2V10O28]4-+14H+=10VO2++8H2O加NaOH平衡向左移动 现象：溶液由黄色（NO2+）变为红棕色（[H2V10O28]4-），溶液的pH值为2。

3）将pH为14的试管放入热水浴中，向试管内缓慢滴加0.1 mol·L-1盐酸，并振荡试管观察颜色变化，记录该颜色下溶液的pH反应方程式如下：2VO4-+2H+=V2O74-+H2­O3 V2O74-+6H+=2V3O93-+3H2O现象： pH值降低，溶液颜色由黄色（VO4-），生成红棕色（缩合物）,1.铬（Ⅵ）的氧化性Cr2O72-转化为Cr3+， 在约5mL重铬酸钾溶液中，加入少量所选择的还原剂，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)反应方程式如下：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2OCr2O72-+2SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O现象：溶液颜色由橙红色变为绿色总结：Cr2O72-在酸性介质中，具有氧化性三、铬的化合物的重要性质,2.铬（Ⅵ）的缩合平衡Cr2O72-与 CrO42-的相互转化反应方程式如下：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O加H+，平衡向右移加OH-，平衡向左移现象：加H+，黄色溶液变为橙红色，加碱，橙红色溶液变为黄色总结：Cr2O72-和CrO42-离子之间在不同酸性环境中可以相互转化。

3.氢氧化铬（Ⅲ）的两性Cr3+转变为Cr(OH)3沉淀，并试验Cr(OH)3的两性在实验1所保留的Cr3+溶液中，逐滴加入6 mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀物的颜色，写出反应方程式反应方程式如下:Cr3++3OH-=Cr(OH)3加H+ Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2­O加OH- Cr(OH)3+OH-=CrO2-+H2O+H+现象：Cr(OH)3为灰兰色，加H+灰兰色Cr(OH)3沉淀溶解生成绿色Cr3+离子加OH- ，Cr(OH)3沉淀溶解生成绿色CrO-2离子总结：Cr(OH)3具有两性，即溶于酸又溶于碱4. 铬（Ⅲ）的还原性CrO2-转变为CrO42- 在实验3得到的CrO2-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，写出反应方程式反应方程式如下：2CrO2-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+4H2O现象：绿色溶液变为黄色总结：CrO2-中的Cr(Ⅲ)具有还原性，被氧化为Cr(VI) CrO42-该转化常在碱性介质中进行5.重铬酸盐和铬酸盐的溶解性 分别在Cr2O72-和CrO42-溶液中，各加入少量的Pb(NO3)2 、 BaCl2和AgNO3, 观察产物的颜色和状态，比较并解释实验结果，写出反应方程式。

反应方程式如下：Cr2O72-+H2O=2CrO42-+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、Ag2CrO4现象： 红橙色Cr2O72-溶液，分别生成黄色PbCrO4、黄色BaCrO4、砖红色Ag2CrO4沉淀； 黄色CrO42-溶液，分别生成黄色PbCrO4、黄色BaCrO4、砖红色Ag2CrO4沉淀1.氢氧化锰（Ⅱ）的生成和性质 取10mL0.2 mol·L-1MnSO4溶液分成四份：第一份：滴加0.2 mol·L-1NaOH溶液NaOH溶液，观察沉淀的颜色振荡试管，有何变化？第二份：滴加0.2 mol·L-1NaOH溶液NaOH溶液，产生沉淀后加入过量的NaOH溶液，沉淀是否溶解？,四、锰的化合物重要性质,第三份：滴加0.2 mol·L-1NaOH溶液NaOH溶液，迅速加入2 mol·L-1盐酸溶液，有何现象发生？第四份：滴加0.2 mol·L-1NaOH溶液NaOH溶液，迅速加入2 mol·L-1NH4Cl溶液，沉淀是否溶解？写出上述有关反应方程式。

此实验说明Mn(OH)2具有哪些性质？ 反应方程式如下： a、Mn 2++2OH-=Mn(OH)2↓ Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2↓ b、Mn(OH)2不溶于过量的NaOH . c、Mn(OH)2+HCl=MnCl2+2H2O现象：a、生成白色的Mn(OH)2沉淀，在空气中氧化为棕色MnO(OH)2 b、生成白色的Mn(OH)2沉淀 c、白色Mn(OH)2溶解为无色溶液1）Mn2+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Mn2+在何介质中易氧化2）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？若用硫化钠溶液代替硫化氢溶液，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2.二氧化锰的生成和氧化性（1）往盛有少量0.1 mol·L-1KMnO4溶液中，逐滴加入0.5 mol·L-1MnSO4溶液，观察沉淀的颜色往沉淀中加入1 mol·L-1H2SO4溶液和0.1 mol·L-1Na2SO3溶液，沉淀是否溶解？写出有关反应方程式反应方程式如下：2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+MnO2+SO32-+2H+=MnSO4+H2O现象：紫色褪去，生成棕色MnO2沉淀。

MnO2沉淀溶解，得无色溶液总结：MnO2具有氧化性2）在盛有少量（米粒大小）二氧化锰固体的试管中加入2mL浓硫酸，加热，观察反应前后颜色有何气体产生？写出反应方程式反应方程式如下：2MnO2+2H2SO4(浓)=2MnSO4+2H2O+O2↑现象： 棕色MnO2溶解，放出O2总结： MnO2具有氧化性3.高锰酸钾的性质 分别试验高锰酸钾溶液与亚硫酸钠溶液在酸性（1 mol·L-1H2SO4）、近中性（蒸馏水）、碱性（6 mol·L-1NaOH溶液）介质中的反应，比较它们的产物因介质不同有何不同？写出反应式反应方程式如下：2MnO4-+5SO32-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2+3SO42-+2OH-2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O,。