铬-锰及其化合物

实验9 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，＋2Cr 2O 72-Cr 3+Cr 2+Cr 1.33-0.41-0.91-0.74E A 0/VE B 0/VCrO 42-Cr(OH)3Cr(OH)2Cr-0.13-1.1-1.4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 2O 72－；在碱性介质中，＋6氧化态稳定（CrO 42－）。

Cr 2O 3和Cr （OH ）3显两性。

Cr 3+Cr(OH)34]－(（绿色）--铬（VI ）最重要的化合物为K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr 2O 72－和CrO 42－存在下列平衡：Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2OH+2+（橙红色）(黄色)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＋H 2O7Mn2+NaBiO 3H+Na +Bi 3+MnO 4-25145+++5+2+碱性介质：Mn 2+2+OH -Mn(OH)2(白色沉淀）O 2MnO(OH)2(棕色）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 42－，Mn （VII ）化合物重要的是MnO 4－E A 0/VE B 0/VMnO 4-MnO 42-MnO 2MnO 4-MnO 42-MnO20.562.260.560.60MnO 42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。

一、实验目的1. 了解铬和锰的物理性质、化学性质及反应特点；2. 掌握铬和锰在酸、碱、盐溶液中的反应规律；3. 分析铬和锰在工业生产中的应用。

二、实验原理1. 铬（Cr）：铬是一种银白色金属，具有光泽，熔点高，硬度大。

铬在常温下不与氧气、水反应，但在高温下能与氧气反应生成Cr2O3。

铬具有多种氧化态，其中+3价和+6价较为稳定。

铬的氧化还原反应如下：（1）氧化反应：Cr + 2H2O2 + 4H+ = Cr2O72- + 4H2O（2）还原反应：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O2. 锰（Mn）：锰是一种银白色金属，具有光泽，熔点高，硬度大。

锰在常温下不与氧气、水反应，但在高温下能与氧气反应生成MnO2。

锰具有多种氧化态，其中+2价和+4价较为稳定。

锰的氧化还原反应如下：（1）氧化反应：Mn + 2H2O2 + 2H+ = MnO2 + 2H2O（2）还原反应：MnO2 + 4H+ + 2e- = Mn2+ + 2H2O三、实验仪器与药品1. 仪器：试管、烧杯、酒精灯、滴管、试管夹、铁架台、滤纸、蒸馏水等。

2. 药品：铬粉、锰粉、硫酸、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、氯化钾、硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸钾等。

四、实验步骤1. 铬的氧化还原反应实验：（1）取一支试管，加入少量铬粉；（2）加入少量硫酸，搅拌至铬粉溶解；（3）滴加少量氢氧化钠溶液，观察溶液颜色变化；（4）滴加少量硫酸，观察溶液颜色变化。

2. 锰的氧化还原反应实验：（1）取一支试管，加入少量锰粉；（2）加入少量硫酸，搅拌至锰粉溶解；（3）滴加少量氢氧化钠溶液，观察溶液颜色变化；（4）滴加少量硫酸，观察溶液颜色变化。

3. 铬和锰的置换反应实验：（1）取一支试管，加入少量铬粉；（2）加入少量硫酸铜溶液，观察溶液颜色变化；（3）取一支试管，加入少量锰粉；（4）加入少量硫酸铜溶液，观察溶液颜色变化。

铬锰氮耐热钢化学成分
铬锰氮耐热钢是一种具有优异耐热性能的特种钢材，其化学成分对其性能具有重要影响。

本文将从铬、锰和氮三个方面介绍铬锰氮耐热钢的化学成分。

一、铬的作用
铬是铬锰氮耐热钢中的主要合金元素之一，其含量通常在10%到30%之间。

在铬锰氮耐热钢中，铬的主要作用是增加钢的耐热性能和耐腐蚀性能。

铬能够与钢中的其他元素形成稳定的氧化膜，提高钢的耐腐蚀性能。

此外，铬还能够在高温下形成稳定的碳化物，增加钢的耐热性能。

二、锰的作用
锰是铬锰氮耐热钢中的另一个重要合金元素，其含量通常在0.5%到2%之间。

锰的主要作用是增强钢的强度和韧性。

锰能够与铁形成固溶体，强化钢的晶格结构，提高钢的强度。

此外，锰还能够与硫形成硫化锰，抑制钢中的硫脆性，提高钢的韧性。

三、氮的作用
氮是铬锰氮耐热钢中的一个重要合金元素，其含量通常在0.05%到0.3%之间。

氮的主要作用是增加钢的强度和硬度。

氮能够与铁形成固溶体，强化钢的晶格结构，提高钢的强度和硬度。

此外，氮还能够与铬形成氮化铬，增加钢的耐热性能。

铬锰氮耐热钢的化学成分对其性能具有重要影响。

铬能够增加钢的耐热性能和耐腐蚀性能，锰能够增强钢的强度和韧性，氮能够增加钢的强度和硬度。

因此，在铬锰氮耐热钢的制备过程中，合理控制化学成分的含量是至关重要的。

只有合理调配这三个元素的含量，才能获得具有优异耐热性能的铬锰氮耐热钢。

附：铬锰氮耐热钢的化学成分示意表
元素含量
铬 10%-30%
锰 0.5%-2%。

铬,锰及其化合物的相关性质的实验报告铬、锰及其化合物的相关性质1。

了解铬和锰的各种常见化合物的形成和性质2.掌握铬和锰的各种氧化态之间的转化条件。

3。

了解铬和锰化合物的氧化还原以及介质对氧化还原产物的影响1.Cr用于还原Cr3+或Cr2O72-，天蓝色Cr2+2 Cr+Zn = 2cr+znCr2O 72-+4zn+14h+= 2cr 2+4zn 2++3+2+2++7h 20灰绿色由于+cr2s3在水中完全水解:2cr 3+3s 2-+6h2o = 2cr(OH)3++3 H2S在碱性溶液中，[铬(OH) 4]-具有很强的还原性，可被氧化成CrO 42-: 2[铬(OH)4]-+33在酸性溶液中，只有强氧化剂如K2S2O8+或高锰酸钾才能将Cr3氧化成Cr2O 3 72-:+2CR 3+3S2O 82-+7H2O = Cr2O 3 72-++6 so42-+14h+，Cr2O72-是强氧化剂。

例如:k2cr2o7+14hcl(浓缩)= 2c rcl 3+3c L2+2kcl+7h2o重铬酸盐的溶解度大于铬酸盐。

因此，当向重铬酸盐溶液中加入银离子、铅离子、钡离子等离子体时，通常会产生铬酸盐沉淀。

例如: Cr2O72-+4ag ++ H2O = 2ag 2 cro 4(砖红色)+2h+Cr2O 72-+2ba 2 ++ H2O = 2bacro 4(黄色)+2h+在酸性溶液中，Cr2O 72-和H2O2可以生成深蓝色加合物CrO5，但它不稳定，会迅速分解为铬和氧如果提取到乙醚或戊醇中，它会更加稳定。

主要反应为:3+cr2o 72-+4h 202+2h+= 2cro(O2)(深蓝)+5h 20cro(O2)2+(C2 H5)2O = cro(O2)2(C2 H5)2O(深蓝)4 cro(O2)2+12h+= 4c R3+7o 2+9 cr2o 72-+4h 202+2h+= 2cro(O2)(深蓝)2.锰锰(氢氧化物)2在浓硫酸中易被氧化。

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，＋2Cr 2O 72-Cr 3+Cr 2+Cr1.33-0.41-0.91-0.74E A 0/VE B 0/VCrO 42-Cr(OH)3Cr(OH)2Cr-0.13-1.1-1.4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 2O 72－；在碱性介质中，＋6氧化态稳定（CrO 42－)。

Cr 2O 3和Cr(OH ）3显两性。

Cr 3+Cr(OH)34]－(（绿色）--铬(VI ）最重要的化合物为K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr 2O 72－和CrO 42－存在下列平衡：Cr 2O 72-CrO 42-+2H 2O H +2+（橙红色）(黄色)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＋H 2O7Mn2+NaBiO 3H+Na +Bi 3+MnO 4-25145+++5+2+碱性介质：Mn 2+2+OH -Mn(OH)2(白色沉淀）O 2MnO(OH)2(棕色）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 42－，Mn （VII ）化合物重要的是MnO 4－E A 0/VE B 0/VMnO 4-MnO 42-MnO 2MnO 4-MnO 42-MnO20.562.260.560.60MnO 42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。

实验1. 铬、锰、铁、钴、镍及其化合物的性质和反应
一、实验目的：
1.掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。

2.掌握铬、锰重要氧化态之间的转化反应及其条件。

3.掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质。

4.掌握锰、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性。

5.学习Cr3+，Mn2+，Fe2+，Fe3+，Co2+，Ni2+的鉴定方法。

三、注意事项：
1.在制备Mn(OH)2沉淀时，一定要用长滴管深入到溶液底部，将NaOH溶液挤出。

2.Cr(OH)3的颜色是灰绿色，容易被Cr3+的颜色掩盖，要注意观察。

加入NaOH溶液的速度不能太快，否则难以观察到沉淀
的生成。

3.在检验Ni(OH)2沉淀酸碱性时，要用比较强的氧化剂将其氧化。

四、思考题
1. 在Co(OH)3 中加入浓HCl，有时会生成蓝色溶液,加水稀释后变为粉红色，试解释之。

2. K2Cr2O7溶液中加入Pb（NO3）2和AgNO3溶液会发生什么反应？
五、实验体会和建议。

实验四铬锰化合物性质实验一、实验目的1.了解铬、锰各种重要价态化合物的生成和性质。

2.了解铬、锰各种价态之间的转化。

3.了解铬、锰化合物的氧化还原性以及介质对氧化还原反应的影响。

二、实验提要铬和锰分别为周期系ⅦB族元素。

它们都具有可变的氧化数。

铬的化合物中氧化数为+3，+6的最常见，而+2的不稳定；锰的化合物中氧化数为+2，+4，+7的最常见，而+3，+5的化合物不稳定。

铬和锰的各种氧化数的化合物有不同的颜色。

（一）铬Cr3+的氢氧化物具有两性，溶液中的酸碱平衡可表示如下：Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 HCrO2+ H2O H2O + H+ + CrO2-Cr3+ 的盐容易水解，pH值小于4时，溶液中才有[Cr(H2O)6]2-离子存在。

根据Ф0(Cr2O72-/Cr3+) ＝ 1.33V, Ф0(CrO42-/CrO2-) ＝ -0.23V。

可知Cr2O72-在酸性溶液中为强氧化剂，易被还原成Cr3+ ，而在碱性溶液中CrO2- 为一较强的还原剂，易被氧化为CrO42- ，例如： Cr(OH)3 + OH-＝ CrO2- + H2O2CrO2- + 3H2O2+ 2OH-＝2CrO42- + 4H2O铬酸盐和重铬酸盐在水溶液中存在这下列平衡：2CrO4- + 2H+＝ Cr2O72- + H2O上述平衡在酸性介质中向右移动，而在碱性介质中向左移动。

酸性溶液中，Cr2O72- 与H2O2反应时，产生蓝色的过氧化铬CrO(O)2：Cr2O72- + 4H2O2+ 2H+＝ 2CrO(O)2+ 5H2O蓝色CrO(O)2在有机试剂乙醚中较稳定。

这一反应常用来鉴定Cr3+、CrO42- 和Cr2O72-。

（二）锰Mn(Ⅱ)在碱性溶液中易被空气氧化生成棕色MnO2的水合物[MnO(OH)2]，但在酸性溶液中相当稳定，必须用强氧化剂如：PbO2、NaBiO3才能氧化为MnO4-。

2MnSO4+5NaBiO3(s)+16HNO3＝2HMnO4(紫红)+NaNO3+5Bi(NO3)3+2Na2SO4 +7H2O在中性或弱碱性溶液中MnO4- 和Mn2+ 反应生成棕色MnO2沉淀。

无机化学实验二十四铬、锰实验二十四铬、锰[实验目的]了解铬、锰主要氧化态化合物的重要性质以及它们之间相互转化的条件。

[实验用品]仪器：离心机、试管、离心试管、烧杯、酒精灯等固体药品：MnO2、KMnO4、KOH*、KClO3*液体药品：H2SO4(1mol・L-1，浓)、HCl(2mol・L-1，浓)、NaOH(2mol・L-1，6mol・L-1，40%)、HAc(2mol.L-1)、K2Cr2O7(0.1mol・L-1,饱和*)、K2CrO4(0.1mol・L-1)、KMnO4(0.01mol・L-1)、KI(0.1mol・L-1)、NaNO2(0.1mol・L-1)、MnSO4(0.1mol・L-1)、NH4Cl(2mol.L-1)、Na2SO3(0.1mol・L-1)、Na2S(0.1mol・L-1)、H2S（饱和）、BaCl2(0.1mol・L-1)、Pb(NO3)2(0.1mol・L-1)、AgNO3(0.1mol・L-1)、3%H2O2、乙醇、材料：木条、冰 [实验内容]一、合物的重要性质1．铬(VI)的氧化性Cr2O72-（橙红色）离子转变为Cr3+（紫色）离子在少量(5mL)重铬酸钾溶液中，加入少量你选择的还原剂，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)。

思考题：（1）转化反应须在何种介质(酸性或碱性)中进行？为什么？（H2SO4介质）（2）从电势值和还原剂被氧化后产物的颜色考虑，应选择哪些还原剂为宜？（Na2SO3、3%H2O2、Sn2+等）如果选择亚硝酸钠溶液，可以吗？（可以）现象及解释：Cr2O72-（橙红色）离子转变为Cr3+（紫色）离子。

Cr2O72-＋2H+＋4H2O2==2CrO5＋5H2O 4CrO5＋12H+==4Cr3+＋7O2↑＋6H2OCr2O72-＋8H+＋3NO2==2Cr3+＋3NO3＋4H2O－－2．铬(VI)的缩合平衡Cr2O72-（橙红色）离子与CrO42-（黄色）离子的相互转化。

对“铬、锰及其化合物的性质与转化（归纳与扩展）"的检测暨较复杂方程式的强化训练1.交警常用“酒精检测仪”（含CrO 3 ）检查司机是否酒后驾车，现象是由红色变为绿色（Cr 3+），试写出对应的化学方程式:____________________________________________2.用三氧化铬除去Ba 2+的原理是生成难溶于水的铬酸钡（BaCrO 4)，对应的离子方程式为： ____________________________________________________________3。

铬酸钡溶于硝酸和盐酸，在硫酸中发生沉淀转化，对应的离子方程式为：____________________________________________________________4。

铬酸(H 2CrO 4，其酸酐为___________）仅存在于溶液中，是二元中强酸，其电离方程式为:_____________________________________________________________________5。

在酸性条件下,-24CrO 转化为-272O Cr (黄色变橙色）的原理是：__________________________________________________________________________6。

分析化学中,用酸性重铬酸钾溶液来测定铁（+2Fe ）的含量，对应的离子方程式为： ________________________________________________________________________7.在酸性溶液中,-272O Cr 可以将溴化氢、碘化氢、硫化氢、亚硫酸等氧化，试写出与硫化氢反应的离子方程式:______________________________________________________8.重铬酸钾与浓盐酸在加热时可发生反应产生氯气,对应的离子方程式为：_________________________________________________________9.重铬酸盐的溶解度较铬酸盐的溶解度大,因此，向重铬酸盐溶液中加Ag +、Pb 2+、Ba 2+等离子时，通常生成铬酸盐沉淀,试以Ag +为例，写出对应的离子方程式：________________________________________________________10.如果是含 272O Cr 的废水,可以在酸性介质中加入亚硫酸氢钠将其还原为Cr 3+,再用熟石灰调节pH 至8左右,将Cr 3+转化为Cr （OH ）3沉淀，灼烧得到氧化物（三氧化二铬）回收。

锰铬合金钢具体参数表锰铬合金钢是一种常用的合金钢，其具有优异的机械性能和耐磨性能，在工业领域中广泛应用。

下面是锰铬合金钢的具体参数表。

1. 化学成分锰铬合金钢的化学成分主要包括以下几个元素：- 铁（Fe）：基本元素，占比最高。

- 碳（C）：提高硬度和强度的关键元素，一般在0.15%~0.35%之间。

- 锰（Mn）：增加抗磨性和韧性的重要元素，一般在1.2%~1.6%之间。

- 铬（Cr）：提高硬度、耐蚀性和耐磨性的关键元素，一般在0.5%~1.2%之间。

- 硅（Si）：提高强度和硬度的辅助元素，一般在0.2%~0.5%之间。

2. 机械性能锰铬合金钢具有出色的机械性能，以下是其主要参数：- 屈服强度：通常在600 MPa到800 MPa之间。

- 抗拉强度：通常在800 MPa到1000 MPa之间。

- 延伸率：通常在10%到15%之间。

- 冲击韧性：通常在20 J/cm^2到40 J/cm^2之间。

- 硬度：通常在HB200到HB300之间。

3. 热处理锰铬合金钢可以通过热处理来改善其机械性能和耐磨性能。

常用的热处理方法包括正火、淬火和回火。

正火可以提高钢材的硬度和强度，淬火可以增加其耐磨性，而回火可以提高其韧性和冲击韧性。

4. 应用领域锰铬合金钢由于其优异的机械性能和耐磨性能，在各个工业领域中得到广泛应用。

以下是一些典型的应用领域：- 制造业：锰铬合金钢常用于制造机械零件、工具、模具等。

- 汽车工业：锰铬合金钢常用于制造汽车发动机零件、传动系统零件等。

- 石油化工：锰铬合金钢常用于制造石油化工设备、管道等。

- 采矿业：锰铬合金钢常用于制造采矿设备、破碎机零件等。

5. 注意事项在使用锰铬合金钢时，需要注意以下几点：- 确保材料的质量和成分符合要求，以避免因材料问题导致的失效。

- 在热处理过程中，严格控制温度和时间，以确保获得理想的机械性能。

- 在使用过程中，避免超载和过度磨损，以延长材料的使用寿命。

【考必备·清单】1．锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2，Mn 2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。

(1)Mn 2＋的性质(2)Mn(Ⅵ)化合物的性质MnO 2－4存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境均发生歧化。

3MnO 2－4＋2H 2O===2MnO －4＋MnO 2↓＋4OH －3MnO 2－4＋4H ＋===2MnO －4＋MnO 2↓＋2H 2O (3)KMnO 4的性质热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO 4＋2H 2O=====光照4MnO 2↓＋3O 2↑＋4KOH①在酸性介质中，MnO －4具有强氧化性，本身被还原为Mn 2＋。

MnO －4＋5Fe 2＋＋8H ＋===Mn 2＋＋5Fe 3＋＋4H 2O 2MnO －4＋16H ＋＋10Cl －===2Mn 2＋＋5Cl 2↑＋8H 2O 2MnO －4＋6H ＋＋5H 2C 2O 4===2Mn 2＋＋10CO 2↑＋8H 2O 2MnO －4＋6H ＋＋5H 2O 2===2Mn 2＋＋5O 2↑＋8H 2O②在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnO －4仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO 2。

2MnO －4＋I －＋H 2O===2MnO 2↓＋IO －3＋2OH －③在强碱性溶液中，当MnO －4过量时，还原产物是MnO 2－4。

2MnO －4＋SO 2－3＋2OH －===2MnO 2－4＋SO 2－4＋H 2O 。

2．铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2。

在酸性介质中，Cr 2＋具有强的还原性，＋6价铬(Cr2O2－7、CrO2－4)具有强氧化性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2O2－7，在碱性介质中，CrO2－4的稳定性强。

(1)Cr2O3和Cr(OH)3的两性Cr3＋（紫色）①OH－④H＋Cr（OH）3（灰蓝色）②OH－③H＋[Cr（OH）4]－（绿色）相关反应的离子方程式：①Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓②Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－③[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O④Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O(2)铬(Ⅵ)的离子平衡在水溶液中Cr2O2－7和CrO2－4存在下列平衡：2CrO2－4＋2H＋Cr2O2－7＋H2O(黄色)(橙红色)在碱性溶液中，[Cr(OH)4]－可以被H2O2氧化为CrO2－4，在酸性溶液中CrO2－4转变为Cr2O2－7。