实验七---第一过渡系元素-(钛、钒、镉、锰)
实验七 第一过渡系元素 (钛、钒、镉、锰)
实验七第一过渡系元素 (钛、钒、镉、锰)实验目的：1. 掌握钛、钒、镉、锰元素的基本性质。
2. 掌握钛、钒、镉、锰元素的化合价、化合物的制备、性质和反应特性。
3. 掌握钛、钒、镉、锰元素的常见分析检验方法和定量分析方法。
实验仪器：1. 燃烧器。
2. 实验室电子天平。
3. 量筒、烧杯、玻璃棒等常用玻璃器皿。
实验试剂：1. 氢氧化钠NaOH、盐酸HCl、硫酸H2SO4等。
2. 纯钛、钒、镉、锰等金属。
3. 钛酸异丁酯Ti(OiC3H7)4、碘化钒VCl4、氧化锰MnO2等。
4. 微溶液电解器材。
实验操作：实验七-1 常见过渡金属元素的简介和基本化学性质实验内容：1. 阅读有关钛、钒、镉、锰等过渡金属的相关资料。
2. 充分了解钛、钒、镉、锰等过渡金属的基本化学性质。
实验报告：1. 详细介绍钛、钒、镉、锰等过渡金属的基本性质。
2. 简述钛、钒、镉、锰的元素符号、原子序数、电子排布、化合价等。
3. 分析钛、钒、镉、锰的常见化合物的结构式。
实验七-2 钛的化学性质初探实验内容：1. 精密称取纯钛金属，并将其研磨成薄片。
2. 将钛薄片放入燃烧器中加热燃烧。
3. 测量并记录钛燃烧前后的质量和颜色变化。
实验报告：1. 根据实验结果分析钛的化学性质与变化。
2. 说明燃烧后产生的物质的化学组成和可能的反应路径。
3. 指出实验中可能存在的误差和不确定性。
实验七-3 钒的化学性质初探实验内容：1. 取一定量的实验碘化钒，并加入氢氧化钠溶液。
2. 在常温下观察其产生的化学反应。
3. 迅速加入盐酸并观察其产生的反应。
实验报告：1. 说明碘化钒与氢氧化钠反应的基本特征和可能的反应路径。
2. 描述盐酸加入后产生的化学反应特征。
3. 分析实验中可能存在的误差和不确定性。
实验七-4 镉的化学性质初探实验内容：1. 取一定量的纯金属镉，并加入硫酸溶液。
2. 在常温下观察其产生的化学反应。
3. 深入了解镉对人体健康的危害。
实验报告：1. 描述金属镉与硫酸溶液反应的化学特征和可能的反应路径。
第一过渡元素实验报告
第一过渡元素实验报告第一过渡元素实验报告引言：过渡元素是化学中一类重要的元素，它们的特性和性质对于我们理解化学反应和物质变化起着关键的作用。
本实验旨在通过实际操作和观察，探究第一过渡元素的一些性质和反应。
实验材料与方法：1. 实验材料：- 铜片- 锌片- 镁片- 铁片- 镍片- 铬片- 锰片- 钛片- 锂片- 钾片- 盐酸- 硫酸- 纸巾- 试管- 火柴2. 实验方法：1) 将实验材料准备齐全，并按照实验步骤依次进行实验。
2) 将每种过渡元素片放入不同的试管中，注意标记。
3) 分别将盐酸和硫酸倒入不同的试管中，观察反应情况。
4) 使用火柴点燃每种过渡元素片，观察燃烧现象。
实验结果与讨论：1. 盐酸和硫酸反应：在盐酸中，铜片发生了气泡的产生，同时溶液颜色变为浅蓝色。
而锌片、镁片和铁片则产生了更多的气泡，且溶液颜色变为无色。
这表明铜和锌、镁、铁之间具有不同的反应性，铜的反应性较低。
在硫酸中，铜片同样发生了气泡的产生，但溶液颜色变为深蓝色。
而锌片、镁片和铁片则产生了更多的气泡，且溶液颜色变为无色。
这表明铜和锌、镁、铁之间在硫酸中的反应性也存在差异，但与盐酸反应性的差异不同。
2. 燃烧现象：铜片在点燃后迅速燃烧，产生了明亮的火焰和黑色的氧化铜。
锌片、镁片和铁片也发生了燃烧，但火焰较铜片暗淡，且产生了不同颜色的氧化物。
这表明不同过渡元素在燃烧时产生的反应产物和火焰特性也存在差异。
结论：通过本实验，我们观察到了第一过渡元素的一些性质和反应。
在盐酸和硫酸中，铜与锌、镁、铁之间的反应性不同，且硫酸中的反应性差异与盐酸有所不同。
此外，不同过渡元素在燃烧时产生的反应产物和火焰特性也存在差异。
这些观察结果与过渡元素的电子结构和周期表上的位置密切相关。
过渡元素具有不完全填充的d轨道，因此它们的化学性质与其他元素有所不同。
其反应性和燃烧特性的差异可以归因于元素之间的电子转移和氧化还原反应。
本实验只涉及了第一过渡元素的一些基本性质和反应，对于进一步研究和理解过渡元素的化学行为仍有待深入探索。
实验二十三第一过渡系元素(钛、钒、铬、锰)
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钒（V）
物理性质
钒是一种银灰色的过渡金属，具有体心立方 晶体结构。
化学性质
钒的化学性质较为活泼，可以与氧、卤素等非金属 元素反应。此外，钒还可以形成多种氧化物和盐类 。
用途
钒主要用于钢铁工业中，作为合金元素可以 提高钢的强度、韧性和耐磨性。同时，钒在 化学、陶瓷等领域也有应用。
铬（Cr）
物理性质
酸碱反应
这些元素都能与酸反应生成相应的盐和氢气，同时也能与碱反应生成 相应的氢氧化物和氢气。
用途及应用领域
钛
由于钛具有高强度、低密度和良好的耐腐蚀性，它被广泛 应用于航空、航天、化工等领域。此外，钛及其合金在医 疗器械、珠宝首饰等方面也有应用。
铬
铬是重要的合金元素之一，可以提高钢的硬度、耐磨性和 耐腐蚀性。同时，铬也是电镀、颜料和催化剂等领域的重 要原料。
锰是一种银白色的过渡金属，具有脆性，易氧化。
化学性质
锰属于较活泼的金属，可以与氧、卤素等反应。锰的氧化物具有多 种颜色，可用于制造颜料和玻璃等。
用途
锰主要用于钢铁工业中，作为合金元素可以提高钢的强度、硬度和 耐磨性。同时，锰还用于制造电池、陶瓷和农药等领域。
Part
03
实验方法与步骤
实验材料准备
实验二十三第一过渡系 元素钛、钒、铬、锰
• 引言 • 第一过渡系元素概述 • 实验方法与步骤 • 实验结果与分析 • 第一过渡系元素性质探讨 • 实验总结与反思
目录
Part
01
引言
目的和背景
探究第一过渡系元素钛、 钒、铬、锰的物理和化学 性质。
了解这些元素在自然界中 的存在形式、提取方法和 应用领域。
钛钒无机实验报告
实验名称：钛钒无机实验实验日期：2023年X月X日实验目的：1. 了解钛和钒的化学性质及其无机化合物的制备方法。
2. 掌握钛和钒无机化合物的基本实验操作技术。
3. 分析钛和钒无机化合物的物理化学性质。
实验原理：钛（Ti）和钒（V）均为过渡金属，具有独特的化学性质。
钛在空气中能够形成一层致密的氧化膜，具有良好的耐腐蚀性。
钒则因其高熔点和良好的机械性能而被广泛应用于合金制造中。
本实验通过制备钛的氯化物和钒的硫酸盐，观察其物理化学性质。
实验仪器与试剂：1. 仪器：烧杯、玻璃棒、试管、酒精灯、电子天平、滴定管、pH计等。
2. 试剂：金属钛、金属钒、盐酸、硫酸、氯化钠、硫酸钠、硝酸银等。
实验步骤：1. 钛的氯化物制备：- 称取一定量的金属钛，置于烧杯中。
- 加入适量的盐酸，加热溶解。
- 加入适量的氯化钠，观察溶液颜色变化。
- 将溶液转移至试管中，用酒精灯加热浓缩，直至结晶。
- 将结晶产物过滤、洗涤、干燥，得到钛的氯化物。
2. 钒的硫酸盐制备：- 称取一定量的金属钒，置于烧杯中。
- 加入适量的硫酸，加热溶解。
- 加入适量的硫酸钠，观察溶液颜色变化。
- 将溶液转移至试管中，用酒精灯加热浓缩，直至结晶。
- 将结晶产物过滤、洗涤、干燥，得到钒的硫酸盐。
实验现象：1. 钛的氯化物制备过程中，溶液颜色由无色变为淡黄色。
2. 钒的硫酸盐制备过程中，溶液颜色由无色变为淡绿色。
实验结果：1. 钛的氯化物：制备得到的产物为淡黄色固体，不溶于水。
2. 钒的硫酸盐：制备得到的产物为淡绿色固体，不溶于水。
分析与讨论：1. 钛的氯化物在空气中加热时，易被氧化，因此在实验过程中要注意控制温度。
2. 钒的硫酸盐在制备过程中，溶液颜色变化明显，说明钒的硫酸盐在酸性条件下具有较高的稳定性。
结论：本实验成功制备了钛的氯化物和钒的硫酸盐，观察到了其物理化学性质。
通过本次实验，加深了对钛和钒化学性质的理解，掌握了无机化合物制备的基本实验操作技术。
钛钒铬锰实验报告
钛钒铬锰实验报告引言钛、钒、铬和锰是重要的过渡金属元素，具有重要的工业应用和研究价值。
本实验旨在通过合成和表征钛钒铬锰化合物，探究其物性和应用潜力。
通过实验研究，可以了解到钛钒铬锰化合物的结构、性质以及其在能源存储和催化领域的应用。
实验材料与方法材料•钛粉、钒粉、铬粉、锰粉•硝酸、硫酸、氢氧化钠•乙酸铵、乙二胺四乙酸•甲醇、丙酮方法1.合成TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物–将适量的钛粉、钒粉、铬粉和锰粉按一定比例混合。
–将混合粉末加入硝酸中，放置反应釜中进行反应，控制反应时间为3小时。
–将反应产物洗涤并干燥，得到TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物。
2.表征复合氧化物的结构和性质–使用X射线衍射仪（XRD）分析复合氧化物的晶体结构。
–利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合氧化物的形貌和微观结构。
–运用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究复合氧化物的化学键和功能团。
3.能源存储性能测试–制备TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物电极。
–使用循环伏安法（CV）测试电极在锂离子电池中的充放电性能。
–测试电极的循环稳定性和比容量。
4.催化性能测试–制备TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物催化剂。
–在一定温度下，利用甲醇气相催化反应评估催化剂的活性。
结果与讨论TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物的合成通过控制反应的时间和温度，成功合成了TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物。
采用XRD对产物进行分析，得到其晶体结构的信息，进一步确认了合成的化合物。
TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物的表征SEM观察结果显示，TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物呈现出颗粒形貌，并且颗粒之间有较好的结合。
FT-IR光谱显示，复合氧化物中存在着特定的化学键和功能团，这对于复合氧化物的应用具有重要意义。
能源存储性能测试结果通过对TiO2-V2O5-Cr2O3-MnO2复合氧化物的充放电性能测试，得到了其电化学性能的数据。
实验 过渡系元素(一)(钛、钒、铬、锰)
▪ 1.二氧化钛的性质和过氧钛Fra bibliotek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
▪ 加H+
Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2O
▪ 加OH- Cr(OH)3+OH-=CrO2-+H2O+H+
▪ 现象：Cr(OH)3为灰兰色，加H+灰兰色
Cr(OH)3沉淀溶解生成绿色Cr3+离子
▪
加OH- ，
Cr(OH)3沉淀溶解生成绿色CrO-2离子。
▪ 总结：Cr(OH)3具有两性，即溶于酸又
溶于碱。
▪ 将所得沉淀物分成两份，分别试验
与酸、碱的反应，观察溶液的颜色， 写出反应方程式。
▪ 4. 铬（Ⅲ）的还原性
▪ CrO2-转变为CrO42-。 ▪ 在实验3得到的CrO2-溶液中，加入
少量所选择的氧化剂，水浴加热， 观察溶液颜色的变化，写出反应方 程式。
▪ 反应方程式如下： ▪ 2CrO2-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+4H2O
▪
c、白色Mn(OH)2溶解为无色溶液。
▪ （1）Mn2+氧化 试验硫酸锰和次
氯酸钠溶液在酸、碱性介质中的反 应。比较Mn2+在何介质中易氧化。
▪ 反应方程式如下：
实验 第过渡系元素 钛钒镉 锰
实验七第一过渡系元素(一) (钛、钒、镉、锰)实验摘要:为了掌握钛、钒、镉、锰的主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态间的相互转化的条件，本实验用常用方法完成了钛、钒、镉、锰的氧化还原性质的探究及其缩合物的实验。
结果表明钛、钒、镉、锰的化合物均具有一定的氧化还原性，有些离子在不同条件下可以相互转化。
并且钒酸盐可以和酸缩合反应生成不同缩合度的多钒酸盐，随着pH值的下降，多钒根中含钒原子越多，缩合度越大，颜色越深。
关键词:钛的化合物钒的化合物镉的化合物锰的化合物缩合平衡氧化还原性溶解性实验用品:试管台秤蒸发皿PH试纸玻璃棒实验内容:二.钒的化合物的重要性质1. 取0.5偏钒酸铵固体放入蒸发皿中，在沙浴上加热，不断搅拌，记录反应过程中固体颜色的变化，把产物分成四份。
第一份固体中，加入1 mL浓H2SO4振荡，放置，观察现象。
第二份固体中，加入NaOH溶液加热。
第三份固体中，加入少量蒸馏水，煮沸、静置，待其冷却后，测定溶液的pH 。
三、铬的化合物的重要性质2-3+2-与CrO2-的相互转化）2-转变为CrO2-四、锰的化合物重要性质1.氢氧化锰（Ⅱ）的生成和性质取10mL0.2 mol·L-1MnSO结果及讨论:V2O5具有两性，既溶于酸又溶于碱。
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钒酸盐，随着pH值的下降，多钒根中含钒原子越多，缩合度越大。
缩合度增大，溶液的颜色逐渐加深，即由淡黄色变到深红，溶液转为酸性后，缩合度不再改变，而是获得质子的反应。
Cr2O72-和CrO42-离子之间在不同酸性环境中可以相互转化。
Cr(OH)3具有两性，既溶于酸又溶于碱。
CrO2中的Cr(Ⅲ)具有还原性，被氧化为Cr(VI) CrO42-该转化常在碱性介质中进行。
MnO2具有氧化性。
KMnO4具有氧化性，在不同介质中其还原产物不同。
第过渡系元素实验报告
第过渡系元素实验报告一、实验目的本次实验旨在深入研究第过渡系元素的物理性质、化学性质以及它们在不同反应中的表现，通过实验操作和观察，增强对第过渡系元素特性的理解和掌握。
二、实验原理第过渡系元素包括钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）和锌（Zn）。
这些元素在电子构型、氧化态和化学性质上具有一定的规律性和特殊性。
例如，钛具有较强的耐腐蚀性，常用于航空航天领域；钒在钢铁工业中可提高钢材的强度；铬能形成多种氧化态，其化合物在电镀和颜料制造中有广泛应用；锰在催化剂和电池材料中起着重要作用；铁是生物体必需的元素，也是钢铁生产的主要原料；钴常用于催化剂和电池；镍在不锈钢制造中不可或缺；铜具有良好的导电性和导热性；锌则在防腐和电池制造方面有重要用途。
在化学反应中，这些元素的氧化还原性质、配合物形成能力以及与不同试剂的反应特性是研究的重点。
三、实验仪器与试剂（一）实验仪器电子天平、容量瓶、移液管、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、坩埚、铁架台、石棉网、pH 计等。
（二）实验试剂钛（IV）盐溶液、钒（V）盐溶液、铬（III）盐溶液、铬（VI）盐溶液、锰（II）盐溶液、铁（II）盐溶液、铁（III）盐溶液、钴（II）盐溶液、镍（II）盐溶液、铜（II）盐溶液、锌（II）盐溶液、硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠溶液、氨水、氯化铵溶液、过氧化氢溶液、碘化钾溶液、硫氰酸钾溶液、高锰酸钾溶液、重铬酸钾溶液等。
四、实验步骤（一）钛（Ti）的实验1、取少量钛（IV）盐溶液，加入氢氧化钠溶液，观察沉淀的生成及颜色。
2、向上述沉淀中加入过量的盐酸，观察沉淀的溶解情况。
（二）钒（V）的实验1、取适量钒（V）盐溶液，加入硫酸酸化，然后滴加高锰酸钾溶液，观察溶液颜色的变化。
2、向钒（V）盐溶液中加入氢氧化钠溶液，调节 pH 值，观察沉淀的生成和颜色。
（三）铬（Cr）的实验1、铬（III）的性质取少量铬（III）盐溶液，加入氢氧化钠溶液，观察沉淀的生成及颜色。
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实验七第一过渡系元素(一) (钛、钒、镉、锰)
实验摘要:
为了掌握钛、钒、镉、锰的主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态间的相互转化的条件，本实验用常用方法完成了钛、钒、镉、锰的氧化还原性质的探究及其缩合物的实验。
结果表明钛、钒、镉、锰的化合物均具有一定的氧化还原性，有些离子在不同条件下可以相互转化。
并且钒酸盐可以和酸缩合反应生成不同缩合度的多钒酸盐，随着pH值的下降，多钒根中含钒原子越多，缩合度越大，颜色越深。
关键词:
钛的化合物钒的化合物镉的化合物锰的化合物缩合平衡氧化还原性溶解性
实验用品:
试管台秤蒸发皿PH试纸玻璃棒
实验内容:
一．钛的化合物(TiO2)的重要性质
二.钒的化合物的重要性质
1. 取0.5偏钒酸铵固体放入蒸发皿中，在沙浴上加热，不断搅拌，记录反应过程中固体颜色的变化，把产物分成四份。
第一份固体中，加入1 mL浓H2SO4振荡，放置，观察现象。
第二份固体中，加入NaOH溶液加热。
第三份固体中，加入少量蒸馏水，煮沸、静置，待其冷却后，测定溶液的pH 。
第四份固体中，加入浓盐酸，微沸，检验气体产物，加入少量蒸馏水，观察溶液颜色。
2. .低价钒的化合物的生成
3.过氧钒阳离子的生成
4.钒酸盐的缩合反应
三、铬的化合物的重要性质
1.铬（Ⅵ）的氧化性(Cr2O72-转化为Cr3+）
2.铬（Ⅵ）的缩合平衡（Cr2O72-与CrO42-的相互转化）
3.氢氧化铬（Ⅲ）的两性
4. 铬（Ⅲ）的还原性(CrO2-转变为CrO42-)
5.重铬酸盐和铬酸盐的溶解性
四、锰的化合物重要性质
1.氢氧化锰（Ⅱ）的生成和性质
取10mL0.2 mol·L-1MnSO4溶液分成四份：
2.二氧化锰的生成和氧化性。