【精选】27、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) 一、钛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 * * [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。 [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+2H2O Ti(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+H2O Na2TiO3+2H2SO4(浓)= TiOSO4+Na2SO4+2H2O TiO2++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+ZnSO4 Ti3++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 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