无机化学实验 实验2 钛 钒 铬 锰 一、实验目的 1. 试验并掌握钛、钒、铬、锰的某些重要化合物的性质 2. 试验并掌握钛、钒、铬、锰的不同氧化态之间的转化 二、实验内容 1. 钛的化合物 (1) 二氧化钛水合物的生成与性质 TiOSO4＋2NH3H2O＋H2O==H4TiO4 ↓＋(NH4 ) 2SO4 (正钛酸即α-钛酸,白色) a H4TiO4＋H2SO4 ＝TiOSO4＋3H2O H4TiO4＋4NaOH＝Na4TiO4＋4H2O b H4TiO4 ＝H2TiO3＋H2O (偏钛酸即β-钛酸) 小结：α-钛酸比β-钛酸活泼性大。α-钛酸既溶于酸，也溶于碱， β-钛酸既不溶于酸，也不溶于碱
无机化学实验 （2）钛（III）化合物的生成和还原性 2TiO2+＋Zn＋4H+==2Ti3+ (紫色)＋Zn2+＋2H2O 此反应较慢 Ti3+＋Cu2+＋Cl-＋H2O== CuCl↓(白色)＋TiO2+＋2H+ (注意：取上层液，否则，Zn＋CuCl2==Cu＋ZnCl2 ) 2. 钒的化合物 （1）五氧化二钒的生成和性质 2NH4VO3 △ V2O5 (砖红)+2NH3＋H2O （白色→橙黄色→深红色） a V2O5＋H2SO4==(VO2 ) 2SO4＋H2O b V2O5＋6NaOH＝2Na3VO4（钒酸钠）＋3H2O深红色→无色溶液 （注意：Na3VO4溶液需留作2中钒酸根的聚合实验用） c V2O5＋H2O＝2 HVO3 ( 偏钒酸，黄色) （pH≈5-6） d V2O5＋6HCl(浓)＝2VOCl2 (蓝色)＋Cl2 ↑＋3H2O淀粉－KI试纸检验 总之，五氧化二钒的化学性质呈两性，具有氧化性，是HVO3的酸 酐
无机化学实验 （2）钒酸根的聚合 2VO4 3-＋2H+=V2O7 4-（焦钒酸根，黄）＋H2O (pH≥13) 3V2O7 4-＋6H+=2V3O9 3-+3H2O (pH≥8.4) 10V3O9 3-＋12H+=3V10O28 6-（深红）＋6H2O (8>pH>3) [V10O28] 6-＋H+ = [HV10O28] 5- ＋H+ = [H2V10O28] 4- [H2V10O28] 4- ＋ 4H＋ ＝5V2O5 .3H2O↓红棕色 （pH≈2） 5V2O5 .3H2O＋10H+==10VO2+（黄色）＋8H2O （pH≈1） 小结：开始溶液为强碱性，随着pH降低，聚合度增加，增加到一定程 度时，随着pH减小（pH＝2），聚合度又开始降低，生成五氧化二钒 水合物沉淀5V2O5 .3H2O↓。 （3）低价钒的化合物 NH4VO3 (偏钒酸铵，无色)＋2HCl=VO2Cl(黄色)＋NH4Cl＋H2 O 2VO2Cl＋4HCl＋Zn=2VOCl2 (蓝色)＋ZnCl2＋2H2O 2VOCl2＋4HCl＋Zn=2VCl3（绿色）＋ZnCl2＋2H2O 2VCl3＋Zn=2VCl2 (紫色)＋ZnCl2
无机化学实验 3. 铬的化合物 （1）三氧化二铬的生成和酸碱性 (NH4 ) 2Cr2O7 (橙红)=Cr2O3 (灰绿色絮状固体)+N2 ↑+4H2O(g) (注意：小心在石棉网上加热，不断搅拌。最后会有火星喷射，反应 发生) Cr2O3+3H2SO4 (浓)=Cr2 (SO4 ) 3+3H2O (溶解很少，可适当加热) Cr2O3+2NaOH(40％)=2NaCrO2 (绿)+H2O (溶解很少，可适当加热) [Na3Cr(OH)6 ] (2)铬（Ⅲ）的还原性和铬（Ⅵ）的氧化性 （1）Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3 ↓（灰蓝色胶状沉淀） Cr(OH)3 + NaOH = NaCrO2（绿溶液）+2H2O （加热） 2CrO2 － + 3H2O2+ 2OH-=2CrO4 2-（黄色）+4H2O （加入少量酸：CrO4 2- + 2H＋ ＝ Cr2O7 2-（橙红）+ H2O （2）Cr2O7 2-（橙红）+8H++3H2O2=2Cr3+（绿）+3O2↑+7H2O
无机化学实验 4. 锰的化合物 （1）硫化锰的生成和性质 Mn2++H2 S 无现象 （酸性条件不利于沉淀生成） Mn2++S2-=MnS↓肉色 沉淀在酸性条件下可以溶解，在碱性条件下易于生成。 （2）二氧化锰的生成和性质 3Mn2++ 2MnO4 -+2H2O=5MnO2↓（棕色）+4H+ MnO2+SO3 2-+2H+=Mn2++SO4 2-+H2O 氧化性