“铬”显神通
——过氧化氢环境下三价铬的变化探究
2021-07-14吴嘉璇温瀚韬吴锶敏梁泳彤铁绍龙李玥
吴嘉璇,温瀚韬,吴锶敏,梁泳彤,铁绍龙,李玥
华南师范大学化学学院,广州 510006
铬位于元素周期表中d区第一过渡系列,价态丰富,其化合物颜色多变,化学性质多样,如氧化还原性、配位性和磁性等,是大学基础无机化学重点考察的特征元素。为了更直观地了解铬的物理化学性质,《无机化学实验》《基础化学实验》等教材[1–4]均设计了对铬化合物性质的验证实验,但在进行Cr(III)与过氧化氢反应验证三价铬的还原性的实际操作中,接近一半的学生未得到预期实验结果。通过文献调研发现[5],Cr(III)与过氧化氢的反应是一个复杂但有趣的反应,在不同的反应条件下,生成的产物不同,呈现的溶液颜色不同,即若反应条件控制不当,往往得不到预期结果。因此,本文针对Cr(III)与过氧化氢反应的影响因素进行了探究,对实验结果进行了分析。另外,本文介绍了相关实际应用与趣味实验,以供实验课教学参考。
1 实验仪器及药品
实验仪器:pHS-3C型精密pH计、电子天平、烧杯(5 mL、50 mL、100 mL)、量筒(5 mL、10 mL、100 mL)、试管、离心试管、离心机、胶头滴管、玻璃棒。
实验药品:0.1 mol·L−1硫酸铬溶液、30%过氧化氢溶液、硫酸溶液(2 mol·L−1、4 mol·L−1、8 mol·L−1、浓)、氢氧化钠溶液(2 mol·L−1、4 mol·L−1、8 mol·L−1)。
2 实验步骤及现象
2.1 探究溶液pH对Cr(III)与过氧化氢反应的影响
2.1.1 实验步骤
(1) 室温下,不同pH的Cr(III)溶液的配制:加酸或碱调节0.1 mol·L−1Cr2(SO4)3溶液pH分别为2.00、4.10、5.65、6.75、8.43、10.03、11.72、13.37。
(2) 分别取5 mL上述溶液于8支试管中,然后向其逐滴加入30% H2O2溶液,直至溶液不再发生变化,观察并记录实验现象。
2.1.2 实验现象及结论
不同pH条件下,Cr(III)与30% H2O2的反应现象见图1,并由此分析得出pH对该反应的影响,见表1。……
