金属化合物的性质(二)-北京石油化工学院化学工程学院.PPT

金属化合物的性质(二) 北京石油化工学院化学工程学院 基础化学教学与实验中心 一、实验目的 　1. 掌握氢氧化物的酸碱性、氧化还原性和脱水性； 2. 掌握常见化合物的氧化还原性及介质对氧化还原性的影响； 3. 掌握常见配合物的生成和性质； 　 4. 掌握Cr3+ 、Mn2+、Fe3+、Co2+ 、Ni2+、Cu2+、Ag+ 、Zn2+、Cd2+、Hg2+的分离与鉴定的原理和方法。 二、实验原理 　 Cr3+ 、Mn2+、Fe3+、Co2+ 、Ni2+、Cu2+、Ag+ 、Zn2+、Cd2+、Hg2+离子所形成的氢氧化物或氧化物均难溶于水，除Cr(OH)3、Zn(OH)2、Cu(OH)2具两性外，其它均为碱性。Mn(OH)2、Fe(OH)2、Co(OH)2具较强的还原性，稳定性差，在空气中均能被空气中的氧所氧化。 向Mn(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)盐溶液中加入碱液时，析出相应的氢氧化物沉淀。Mn(OH)2易被空气氧化成棕色MnO2的水合物[MnO(OH)2]，Fe(OH)2很快被空气氧化成红棕色Fe(OH)3，但在氧化过程中可以生成绿色到几乎黑色的各种中间产物，而Co(OH)2缓慢地被氧化成褐色的Co(OH)3，Ni(OH)2与氧则不起作用，若用Br2水、H2O2等中强氧化剂则可将Ni(OH)2氧化成黑色的Ni(OH)3。 2Ni(OH)2(s) + Br2 + 2NaOH ＝ 2Ni(OH)3 ↓+2NaBr 除Fe(OH)3外，Co(OH)3、Ni(OH)3和浓HCl作用，都能产生氯气。 2Ni(OH)3(s) + 6HCl (浓) ＝ 2NiCl2 + Cl2↑ + 6H2O 由此可以得出Fe、Co、Ni的M(OH)2还原性及M(OH)3氧化性的递变规律。 Cu(OH)2与CuOH稳定性较差，加热或放置脱水分别生成CuO与Cu2O。银和汞的氢氧化物极不稳定，极易脱水生成Ag2O、HgO、Hg2O(HgO+Hg)，所以在银盐、汞盐溶液中加碱时，得不到氢氧化物，而生成相应的氧化物。 Cr(VI)和Cr(III)的转化，可从下面的电极电势来说明 　　Cr2O72－ + 14H+ + 6e＝2Cr3+ + 7H2O EθA＝1.33V 　　CrO42－ + 2H2O + 3e＝ 2CrO2－ + 4OH－ EθA＝-0.12V 在酸性介质中，Cr2O72－具有很强的氧化性，易被还原为Cr3+。在碱性介质中，CrO2－有较强的还原性，易被中强氧化剂(如H2O2、Br2水等)氧化为CrO42－ 　　2CrO2－ + 3H2O2 + 2OH－ ＝2CrO42－ + 4H2O Cr3+则在酸性溶液中表现出较大的氧化还原稳定性，只有强氧化剂(如KMnO4、(NH4)2S2O8等)才能将其氧化为Cr2O72－。 　　2Cr3+ + 3S2O82－ + 7H2O＝ Cr2O72－ + 6SO42－ +14H+ Pb(IV)和Bi(V)为较强的氧化剂，在酸性介质中能与Mn2+、Cl－等还原剂发生反应。 5PbO2 + 2Mn2+ + 5SO42－ + 4H+＝5PbSO4↓+ 2MnO4－ + 2H2O 5NaBiO3 + 2Mn2+ + 14H+ ＝ 2MnO4－ + 5Bi3+ +5Na+ + 7H2O 5．Pb盐中除 Pb(NO3)2和Pb(Ac)2易溶外，一般均难溶于水，并具有特征颜色。 PbCl2(白色，溶于热水、NH4Ac、浓HCl)，PbSO4(白色，溶于浓H2SO4、饱和NH4Ac)， PbCrO4(黄色，溶于稀HNO3、浓HCl、浓NaOH)，PbI2(黄色，溶于浓KI)，PbCO3(白色，溶于稀酸)。 2PbSO4+ 2NH4Ac ＝ [PbAc]2SO4 + (NH4)2SO4 PbI2 + 2KI ＝ K2[PbI4] 2PbCrO4 + 2HNO3 ＝PbCr2O7 + Pb(NO3)2 + H2O PbCrO4 + 4NaOH ＝ Na2PbO2 + Na2CrO4 + 2H2O Cr2O72－与CrO42－在水溶液中存在着下列平衡： 　　 2CrO42－ + 2H+ ＝Cr2O72－ + H2O 加酸、加碱可使上述平衡发生移动。此外，若向溶液中加入Ba2+、Pb2+或Ag+，由于铬酸盐比重铬酸盐有较小的溶解度，也能使上述平衡发生移动。 2Ba2+ + Cr2O72－ + H2O ＝ 2BaCrO4 ↓ + 2H+ Mn(Ⅱ