实验十、d区元素(铬,锰,铁,钴,镍)化合物的性质与应用
铬锰铁钴镍实验报告
铬锰铁钴镍实验报告
一、实验目的
1、了解和掌握铬锰铁钴镍合金的特性及应用
2、通过实验熟悉铬锰铁钴镍合金的实验操作
3、熟悉实验报告、实验室报告的写作。
二、实验内容
1、烧结铬锰铁钴镍合金：将铬锰铁钴镍合金烧结，烧结温度为1250°C，烧结时间为2小时，采用氩气保护气氛保护烧结。
2、形态、显微组织的观察：观察形态变化，利用金相显微镜观察熔体组织及少量金属材料的显微组织。
3、物理性能测试：采用硬度测试及抗拉强度、塑性模量三项物理性能参数测试，确定物理性能。
4、化学分析：采用光谱分析方法进行化学成分分析。
三、实验结果
1、实验结果：烧结后的铬锰铁钴镍合金形态漂亮，显微组织完好，未能观察到明显的不良晶粒组织等。
2、物理性能测试：硬度为47～49HRC，抗拉强度为530MPa，塑性模量为200Gpa。
3、化学分析：铬含量为8.9%，锰含量为20.2%，铁含量为9.3%，钴含量为3.6%，镍含量为57.9%。
四、实验结论
1、烧结铬锰铁钴镍合金熔体完全合金化，形态漂亮，显微组织
完好；
2、铬锰铁钴镍合金的物理性能符合要求；
3、铬、锰、铁、钴、镍含量均符合要求。
有关“d区元素性质实验”思考题的解答
有关“d区元素性质实验”思考题的解答有关“d区元素性质实验”思考题的解答与P区元素性质实验相比较，学生对d区元素性质实验问题的回答，多感觉有一些把握不准。
这是因为大家对这些化合物接触及了解的都少，且其不遵守所谓“规律性”的现象也较多的缘故。
因而，这部分内容也是一个学习上的难点。
一、“铬、锰、铁、钴、镍实验”思考题1.试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。
在低价的Cr(OH)3、Mn(OH)2、Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2中，只有Cr(OH)3有显著的两性，其余都表现为碱性（只与酸反应，而不与NaOH反应）。
比较他们的还原性，其中Fe(OH)2和Mn(OH)2的还原性最强（能被空气中的氧气氧化）。
对高价的H2CrO4、HMnO4、Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni2O3·H2O来说，前两个H2CrO4和HMnO4表现为酸性，后3个通常表现为碱性。
这些高价的化合物都有氧化性，但其中Fe(OH)3的氧化性最弱、H2CrO4、HMnO4次之（已相当强）、Co(OH)3、Ni2O3·H2O 的氧化性最强。
2. 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。
Co(OH)3与浓HCl的反应并不只是一个简单的酸碱反应。
由于Co3 有强氧化性，能被Cl-离子还原成Co2 ，而Co2 离子又以配离子[CoCl6]4-的形式在溶液中存在。
所以反应方程式为：2Co(OH)3 6H14Cl- = 2[CoCl6]4- Cl2 6H2O。
其中的配离子[CoCl6]4-为蓝色。
由于配离子[CoCl6]4-并不稳定，加水稀释使溶液中Cl-离子浓度降低时，又有[Co(H2O)6]2 配离子（粉红色）生成。
反应为，[CoCl6]4-6H2O = [Co(H2O)6]2 6Cl-。
这就是溶液又变成粉红色的原因。
3. 在K2Cr2O7溶液中分别加入Pb(NO3)2和AgNO3溶液会发生什么反应？由于Cr2O72-在水溶液中实际存在有下述平衡，Cr2O72- H2O = 2 CrO42- 2H 。
d区元素实验报告
d区元素实验报告D区元素实验报告引言：D区元素是指周期表中的3d元素，包括钛、铬、锰、铁、镍、铜和锌等。
这些元素具有独特的化学性质和广泛的应用价值。
本实验旨在通过对D区元素的实验研究，深入了解它们的特性和反应行为。
实验一：钛的物理性质及应用钛是一种轻质、高强度的金属，具有优异的耐腐蚀性和生物相容性。
在实验中，我们首先测量了钛的密度和熔点，结果显示钛的密度为4.54g/cm³，熔点为1668℃。
这些物理性质使得钛广泛应用于航空航天、医疗器械和化工等领域。
例如，钛合金是航空航天工业中常用的结构材料，其轻量化和高强度的特性使得飞机和火箭等载具更加高效和安全。
实验二：铬的化学性质及反应铬是一种重要的过渡金属，具有多种化合价和氧化态。
在实验中，我们观察了铬与氧气的反应，发现铬能够与氧气形成铬酸盐。
这种反应具有重要的应用价值，例如在铬酸盐电池中，铬被氧化为铬酸盐，从而产生电能。
此外，铬还常用于镀铬工艺，使得金属表面具有耐腐蚀性和装饰性。
实验三：锰的氧化还原反应锰是一种具有多种氧化态的元素，其氧化还原反应广泛存在于自然界和工业生产中。
在实验中，我们观察了锰的氧化还原反应，发现锰能够在不同氧化态之间转变。
例如，锰的二氧化物（MnO2）可以在酸性条件下被还原为锰离子（Mn2+），而锰离子则可以被氧气氧化为高氧化态的锰酸盐。
这些氧化还原反应在电池、催化剂和水处理等方面具有重要的应用。
实验四：铁、镍和铜的电化学性质铁、镍和铜是常见的D区元素，它们在电化学反应中具有不同的特性。
在实验中，我们通过测量它们的电极电势和电导率，研究了它们的电化学性质。
结果显示，铁具有较高的电极电势和电导率，而镍和铜的电极电势和电导率相对较低。
这些性质使得铁在电化学工业中常用于阴极保护和电池制造，而镍和铜则广泛应用于电子产品和电镀工艺中。
实验五：锌的腐蚀反应锌是一种常见的D区元素，具有良好的防腐蚀性能。
在实验中，我们观察了锌与酸的反应，发现锌能够与酸产生氢气和相应的盐。
实验铬锰铁钴镍
实验铬锰铁钴镍
铬锰铁钴镍是五种过渡金属元素的合金体系，也是永久磁性材料的重要组成部分。
实验铬锰铁钴镍的目的在于通过控制不同元素的比例，制备出具有特定磁性和力学性能的材料，进一步研究其结构和性能的关系，探索其应用领域。
材料制备
本实验选用四种不同的元素，分别是铬（Cr），锰（Mn），铁（Fe），钴（Co）和镍（Ni）。
按照预先设计的比例，参考不同元素的熔点和化学性质，将所需量的元素权称入高纯氩气保护下的石墨舟中，并在高温条件下进行熔炼。
待材料熔融彻底混合后，快速倒入预制的不锈钢模具中，然后冷却到室温，取出经过预处理后的样品大块。
实验方法
样品大块经过精细磨削后，切成厚度为1mm左右的薄片。
然后将切割好的材料片进行精细抛光，使其表面产生光泽。
将抛光后的试样进行监控磁测量实验，分析材料磁性和结构特征。
同时，在电子显微镜下观察模具中心区域的显微组织，探究材料的晶体结构和晶粒形态。
实验结果
通过磁性测试实验，得到样品的磁化曲线，进一步计算出样品的饱和磁感应强度、剩余磁感应强度和矫顽力等参数，并进行综合比较。
实验结果表明，Fe-Co合金的磁性能最强，且具有较高的矫顽力和剩余磁感应强度。
Cr-Ni合金的磁性最弱，而且矫顽力和剩余磁感应强度较小。
通过电子显微镜观察样品的显微组织，可见样品的晶体结构为典型的面心立方晶系，并且晶粒大小均匀。
不同的元素比例会影响材料晶界的数量和性质，从而影响材料的磁性能和力学性能。
例如，增加钴元素的含量，可以改善材料的磁性能，然而也会导致硬度和强度的降低。
结论。
铬锰铁钴镍化学实验报告
铬锰铁钴镍化学实验报告实验名称：铬锰铁钴镍的化学实验实验目的：学习铬锰铁钴镍的化学反应过程，掌握氧化还原反应的基本原理和实验方法。
实验原理：铬、锰、铁、钴、镍在氯离子存在下可以发生氧化还原反应，制得不同价态的离子。
其中钴和镍的反应比较显著。
在实验中，可以通过加入碘离子来判断钴和镍是否反应。
实验仪器：试管、酒精灯、滴管、移液管、玻璃棒等。
实验材料：铬酸钾、硫酸、氯化锰、氢氧化钠、氯化铁、氯化钴、氯化镍、碘化钾、稀盐酸、蒸馏水等。
实验步骤：1、先准备好实验设备和材料，将不同金属的氯化物分别放入试管中。
2、分别向试管中加入稀盐酸，使其溶解。
3、加入一小块氢氧化钠固体，使溶液中的金属离子氢氧化沉淀形成。
4、观察反应现象，用玻璃棒挑取一些沉淀物，其颜色就反映了离子的价态。
5、分别向试管中滴加氯化铵，如果出现白色沉淀，则说明金属离子没有完全沉淀，需要继续滴加。
如果滴加一定量仍未出现白色沉淀，则说明其他金属已经完全沉淀，只有钴或镍未沉淀。
6、接下来分别向试管中滴加碘化钾，如出现蓝色沉淀，则表明钴或镍存在。
7、最后可以加入一些稀盐酸，在升华过程中观察物质颜色和形态。
实验结果：实验中，铬在氯化离子存在下发生氧化反应，产生淡紫色的铬酸盐沉淀；锰的氧化程度不够，只产生了一些无色的氧化物；铁产生了棕黄色的Fe(OH)3沉淀；钴和镍则分别发生氧化还原反应，产生了钴离子和镍离子的沉淀。
实验结论：通过实验，我们学习了五种金属的化学反应过程及其产生的离子。
同时，我们也学会了如何使用实验工具和方法，掌握氧化还原反应的基本原理和实验方法。
这对我们进一步深入学习化学知识，提高实验技能有重要意义。
铬、锰、铁、钴、镍及其化合物的性质和反应实验报告
实验4. 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。
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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
教材中2、3、5题。
五、实验体会和建议
5。
d区元素实验报告
d区元素实验报告导语：本实验旨在通过对d区元素的实验研究，了解它们的特性和化学性质。
本报告将从实验前的准备工作，实验过程，实验结果和实验分析四个方面进行介绍。
1. 实验前的准备工作在进行实验前，我们需要对所选取的d区元素进行深入的了解和准备。
首先，我们选择了铁、铬和钴这三种典型的d区元素。
通过查阅相关资料，我们了解到它们的原子结构和主要化学性质。
此外，我们还准备了实验所需的试剂和仪器。
2. 实验过程实验过程分为三个部分，分别是测定浓度、判定铁离子和比较颜色。
首先，我们需要测定不同浓度的盐酸溶液，以便后续实验的准确操作。
其次，我们将通过化学反应将铁离子与铬离子进行区分，并通过一系列的试剂反应进行判定。
最后，我们将比较铁、铬和钴溶液的颜色，并根据颜色的差异进行区分。
3. 实验结果通过实验，我们得到了一系列的数据和观察结果。
首先，我们测定了不同浓度盐酸溶液的具体浓度值，并得到了相关的浓度曲线。
其次，在判定铁离子与铬离子的实验中，我们观察到了不同试剂对反应的影响，从而将两者区分开来。
最后，通过比较溶液的颜色，我们成功地将铁、铬和钴溶液进行了区分。
4. 实验分析通过实验结果的分析，我们得出了以下结论。
首先，我们发现浓度与溶液颜色之间存在某种关联，高浓度溶液颜色较浓，低浓度溶液颜色较淡。
其次，判定铁离子和铬离子的实验中，我们发现两者对试剂的反应性不同，可以通过这种差异进行区分。
最后，通过比较溶液的颜色，我们可以辨别出铁、铬和钴溶液。
结语：通过本次实验，我们深入了解了d区元素的特征和化学性质。
我们通过实验过程的操作和数据观察，获得了准确的实验结果，并得出了一些有关d区元素的相关结论。
此次实验的成功不仅提升了我们的实验技能，也进一步增加了我们对化学实验的理解和科学素养。
通过实验报告的撰写和总结，我们更好地巩固了实验过程和结论的把握，为今后更深入的研究奠定了基础。
实验铬锰铁钴实验报告
一、实验目的1. 掌握铬锰铁钴合金的制备方法。
2. 了解铬锰铁钴合金的物理和化学性质。
3. 分析铬锰铁钴合金的性能特点，为实际应用提供参考。
二、实验原理铬锰铁钴合金是一种高强度、高韧性的合金材料，主要由铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）和镍（Ni）五种元素组成。
通过调整元素的比例，可以改变合金的性能，使其适用于不同的领域。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：铬、锰、铁、钴、镍金属粉末，氮气保护气氛炉，还原剂（如碳粉）。
2. 实验仪器：电子天平，磁力搅拌器，高温炉，金相显微镜，X射线衍射仪（XRD），扫描电镜（SEM），能谱仪（EDS）。
四、实验步骤1. 称取适量的铬、锰、铁、钴、镍金属粉末，按一定比例混合均匀。
2. 将混合好的金属粉末放入氮气保护气氛炉中，加热至一定温度，保持一定时间，使金属粉末充分反应。
3. 反应结束后，取出合金，冷却至室温。
4. 将合金进行切割、打磨、抛光，制备成金相样品。
5. 利用金相显微镜观察合金的微观组织结构。
6. 利用XRD、SEM和EDS分析合金的物相组成、晶体结构和元素分布。
7. 测试合金的力学性能，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
五、实验结果与分析1. 合金微观组织结构：通过金相显微镜观察，发现铬锰铁钴合金的微观组织主要由晶粒、析出相和夹杂物组成。
随着合金成分的改变，晶粒尺寸和析出相的形态发生变化。
2. 物相组成：利用XRD分析，发现铬锰铁钴合金主要由固溶体和析出相组成。
固溶体主要由铬、锰、铁、钴和镍五种元素形成，析出相主要有金属间化合物和氧化物。
3. 力学性能：测试结果表明，铬锰铁钴合金具有较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率。
随着合金成分的改变，力学性能发生变化。
例如，增加钴的含量可以提高合金的韧性。
4. 元素分布：利用SEM和EDS分析，发现铬锰铁钴合金中的元素分布较为均匀，无明显偏析现象。
六、结论与建议1. 铬锰铁钴合金具有较高的强度、韧性和耐腐蚀性，适用于航空航天、汽车工业、能源等领域。
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MnO易发生歧化反应： 3MnO42-+2H2O===2MnO4-+MnO2+4OHK2MnO4可被强氧化剂（如Cl2）氧化为 KMnO4 . MnO4-具强氧化性，它的还原产物与溶液的 酸碱性有关。在酸性，中性或碱性介质中， 分别被还原为Mn2+, MnO2和MnO42- .
实验十、
d区元素（铬，锰，铁，钴，镍） 化合物的性质与应用
一、 实验目的
1． 熟悉d区元素主要氢氧化物的酸碱性及氧化 还原性 2． 掌握d区元素主要化合物的氧化还原性。 3． 掌握Fe，Co，Ni配合物的生成何性质及其 在离子鉴定中的应用。 4． 掌握Cr，Mn，Fe，Co，Ni混合离子的分离 及鉴定方法。
3. Fe、Co、 Ni重要化合物的性质
Fe(OH)2(白色)和Co(OH)2(粉色)除具有碱性外，均具有还原 性，易被空气中O2所氧化。 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 4Co(OH)2+O2+2H2O===4Co(OH)3 Co(OH)3(褐色)和Ni(OH)3(黑色)具强氧化性，可将盐酸中的 Cl-离子氧化成Cl2 . 2M(OH)3+6HCl(浓)===2MCl2+Cl2+6H2O (M为Ni， Co) 铁系元素是很好的配合物的形成体，能形成多种配合 物，常见的有氨的配合物，Fe2+, Co2+, Ni2+离子与NH3 能形成配离子，它们的稳定性依次递增。
2Ba2++Cr2O72-+H2O===2BaCrO4(柠橙黄色)+2H 4Ag++Cr2O72-+H2O===2Ag2CrO4(砖红色)+2H+ 2Pb2++Cr2O72-+H2O===2PbCrO4(铬黄色)+2H+ 这些难溶盐可以溶于强酸（为什么？） 在酸性条件下，Cr2O72-具有强氧化性，可氧化乙醇， 反应式如下： 2Cr2O72-(橙色)+3C2H5OH+16H+===4Cr3+(绿 色)+3CH3COOH+11H2O 根据颜色变化，可定性检查人呼出的气体和血液中是 否含有酒精，可判断是否酒后驾车或酒精中毒。
BaCrO4, Ag2CrO4, PbCrO4,的Ksp值 分别为1.17×10-10, 1.12×10-12, 1.8×1014，均为难溶盐。因CrO42-与Cr2O72-在 溶液中存在平衡关系，又Ba2+, Ag+, Pb2+ 重铬酸盐的溶解度比铬酸盐溶解度大，故 向Cr2O72-溶液中加入Ba2+, Ag+, Pb2+离 子时，根据平衡移动规则，可得到铬酸盐 沉淀：
二、 实验原理
Cr，Mn和铁系元素Fe，Co，Ni为第四周期的ⅥB，ⅦB，ⅧB族元素。 它们的重要化合物性质如下。 1． Cr重要化合物的性质。
Cr(OH)3(蓝绿色)是典型的两性氢氧化物，Cr(OH)3与NaOH反应所得的 绿色NaCrO2具有还原性，易被H2O2氧化生成黄色Na2CrO4 Cr(OH)3+NaOH===NaCrO2+2H2O 2NaCrO2+3H2O2+2NaOH===2Na2CrO4+4H2O 铬酸盐与重铬酸盐互相可以转化，溶液中存在下列平衡关系： 2CrO42-+4H2O2+2H+===2CrO(O2)2+5H2O 蓝色CrO(O2)2在有机试剂乙醚中较稳定。 利用上述一系列反应，可以鉴定Cr3+, CrO42-,和Cr2O72-离子。
2． Mn重要化合物的性质
Mn(OH)2(白色)是中强碱，具有还原性，易被空气 中O2所氧化： 4Mn(OH)2+O2===4MnO(OH)2(褐色)+2H2O MnO(OH)2不稳定分解产生MnO2和H2O-。 在酸性溶液中，二价Mn2+很稳定，与强氧化 剂（如NaBiO3, PbO2 ,S2O82-等）作用时，可生 成紫红色 MnO4- 离子： 2Mn2+ +5NaBiO3+14H+====2MnO4+5Bi3++5Na++7H2O 此反应用来鉴定Mn2+离子。
铁系元素还有一些配合物，不仅很稳定，而且具有特殊颜色，根 据这些特性，可用来鉴定铁系元素离子如三价Fe3+与黄血盐 K4[Fe(CN)6]溶液反应，生成深蓝色配合物沉淀： Fe3++K++[Fe(CN)6]4-===K[Fe(CN)6Fe] (蓝色) 二价Fe2+离子与赤血盐K3[Fe(CN)6]溶液反应，生成深蓝色配合物沉淀： Fe2++K++[Fe(CN)6]3-=== K[Fe(CN)6Fe] (蓝色) 二价Co2+与SCN-离子作用，生成蓝色配离子： Co2++4SCN-===[Co(SCN)4]2-(蓝色) 当溶液中混有少量Fe3+离子时，Fe3+与SCN-作用生成血红色配离子： Fe3++nSCN-===[Fe(SCN)n](3-n)(n=1～6) 少量Fe3+的存在，干扰Co2+离子的检出，可采用加掩蔽剂NH4F(或NaF) 的方法，F-离子可与Fe3+结合形成更稳定，且无色的配离子[FeF6]3-, 将Fe3+离子掩蔽起来，从而消除Fe3+的干扰。 [Fe(SCN)n]3-n+6F-===[FeF6]3-+(3-n)SCNNi2+在氨性或NaAc溶液中，与丁二酮肟反应生成鲜红色螯和物沉淀。 利用铁系元素所形成化合物的特征颜色来鉴定Fe3+, Fe2+, Co2+和Ni2+ 离子。
三、实验步骤
1.氢氧化物的酸碱性 2.化合物的氧化还原性 3.金属离子的水解性
下次实验
三氯化六氨合钴的制备
在无水状态下，FeCl2与液NH3形成[Fe(NH3)6]Cl2,此配合 物不稳定，遇水即分解： [Fe(NH3)6]Cl2+6H2O===Fe(OH)3+4NH3· H2O+2NH4Cl Co2+与过量氨水作用，生成[Co(NH3)6]2+ 配离子： Co2++6 NH3· H2O===[Co(NH3)6]2++ H2O [Co(NH3)6]2+ 配离子不稳定，放置空气中立即被氧化成 [Co(NH3)6]3+ 4[Co(NH3)6]2++O2+2H2O===4[Co(NH3)6]3++4OH二价Ni2+与过量氨水反应，生成浅蓝色[Ni(NH3)6]2+配离子。 Ni2++6 NH3· H2O===[Ni(NH3)6]2++6 H2O