重铬酸钾及相关化学性质的实验探究

张金恒+黄都+莫宇妃

关键词：重铬酸钾；平衡移动；酸碱性；化学性质；实验探究

文章编号：1005–6629（2017）7–0067–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

重铬酸钾作为一类常见的化学物质，中学教材并无对其性质做过多表述（表1）。近几年作为特定情境呈现的重铬酸盐已成为各类教辅、模拟考试、高考试题的载体（表2），情境类型参考赵雪老师分类[1]。不少中学教师对重铬酸盐的性质了解不深，此外也并无更多文献对其性质做系统的讲述。现以重铬酸钾为例，对其相关的化学性质做一系统探究，以期中学教师能对这一在高考中频繁出现的物质有较好的理解。以能力测验为主的高考，不断呈现出陌生物质为情境的趋势，学生在掌握基础知识的同时，需要陌生情境刺激以掌握学习方法。

实验仪器：量筒、试管、胶头滴管、电子天平

实验试剂：0.1mol/L重铬酸钾溶液、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液

1.1 实验步骤、现象

用电子天平称取7.20g重铬酸钾，用容量瓶配制成0.1mol/L的溶液250mL。于一支試管中加入4mL 0.1mol/L重铬酸钾溶液，先后加入氢氧化钠溶液、稀硫酸，观察实验现象，记录如表3所示。

与人教版选修4《化学反应原理》第26页教材实验相比，本实验采用一支试管，通过两次改变条件，溶液颜色恢复，说明平衡发生移动。

2 稳定性

南照东等通过对重铬酸钾晶体低温热容的直接精密量热测定，表明在100～390K温区内，该化合物结构稳定，无相变或其他热异常现象发生，在白热温度下分解放出氧气[2]。重铬酸钾溶液非常稳定，可以长期保存和使用，0.017mol/L的重铬酸钾溶液保存24年后浓度无显著变化[3]。因此，重铬酸钾性质稳定，实验室常用于配制标准溶液。

3 氧化性

人教版教材在选修5《有机化学基础》第52页简单提到重铬酸钾在酸性条件是一种氧化剂，在碱性条件下是否具有氧化性？在不同条件下其氧化能力是否有差异？我们设计如下实验进行探究。

实验仪器：剪刀、电子天平、镊子、量筒、药匙、烧杯、试管、胶头滴管

实验试剂：0.1mol/L重铬酸钾溶液、硫酸、氢氧化钠溶液、乙醇溶液、乙醛溶液、橡胶、聚乙烯、蔗糖、麦芽糖、苯酚、甲苯、硫酸亚铁、碘化钾溶液、过氧化氢溶液、硫化钠溶液、氯化钠溶液、盐酸、硫、活性炭、铜粉、铁粉、锌粉

3.1 实验步骤、现象

取100mL 0.1mol/L重铬酸钾溶液于2个不同烧杯中，分别滴加硫酸、氢氧化钠溶液，取酸化、碱化的重铬酸钾溶液4mL于不同试管中，滴加表4、表5中液体；再称取0.40g物质（橡胶、聚乙烯为块状，蔗糖、麦芽糖、苯酚为颗粒状，硫、活性炭、铜粉、铁粉、锌粉为粉末状）放入不同试管中，再分别滴加酸化、碱化的重铬酸钾溶液4mL，观察实验现象，记录如表4、表5所示。

3.2 实验结论

4 腐蚀性

重铬酸钾和高锰酸钾性质相似，高锰酸钾具有腐蚀性，重铬酸钾是否具有腐蚀性呢？我们设计如下实验进行探究。

实验仪器：剪刀、电子天平、镊子、量筒、药匙、试管、胶头滴管

实验试剂：0.1mol/L重铬酸钾溶液、铝粉、锌粉、铁粉、铜粉、活性炭、硫、棉花、橡胶、聚乙烯、猪皮

4.1 实验步骤、现象

用剪刀把棉花、橡胶、聚乙烯塑料袋、猪皮剪成细小块，然后称取表6中样品0.40g放入不同试管中，再依次滴加配制好的0.1mol/L重铬酸钾溶液4mL于各试管中，并观察实验现象，记录如表6所示。

4.2 实验结论

从表6中可以得出，室温条件下0.1mol/L重铬酸钾溶液与金属单质无明显反应现象，表明0.1mol/L重铬酸钾溶液对金属单质无化学腐蚀作用；与非金属单质硫不反应，而与活性炭反应剧烈；对有机物而言，重铬酸钾与棉花、聚乙烯都无明显现象，而与橡胶、猪皮有反应现象，证明重铬酸钾溶液对橡胶、皮肤组织具有腐蚀性，因此在实验中因避免重铬酸钾溶液与皮肤接触，对于重铬酸钾溶液的保存不能使用橡胶塞。

5 重铬酸盐、铬酸盐的溶解性及沉淀转化实验

重铬酸钾（K2Cr2O7）为橙红色单斜晶系或三斜晶系结晶，稍溶于冷水，水溶液呈弱酸性，易溶于热水[5]。基于实验1存在的化学平衡，同为六价铬的重铬酸盐、铬酸盐溶解性是否有差异？我们设计如下实验进行探究。

实验仪器：量筒、试管、胶头滴管

实验试剂：0.1mol/L重铬酸钾溶液、稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、氯化钙溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液、氯化钾溶液、硝酸银溶液

5.1 实验步骤、现象

取0.1mol/L的重铬酸钾溶液20mL，加盐酸酸化（避免硫酸酸化，硫酸根的影响），分别取4mL于4支试管中；再取实验3中碱化的重铬酸钾溶液，分别取4mL于4支试管中。分别滴加氯化钡溶液、氯化钙溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液，观察实验现象，记录如表7。再分别取0.1mol/L的重铬酸钾溶液4mL于3支不同试管中，按照表8进行实验，观察记录实验现象。

将表8中生成的砖红色沉淀，均分成4份，分别滴加稀硝酸、稀硫酸、稀盐酸、氯化钾溶液，观察实验现象，并记录于表9。

5.2 实验结论

参考文献：

[1][8]赵雪.高考山东卷化学试题情境创设的统计与研究[J].化学教学，2016，（8）：82～86.

[2]南照东，谭志诚，孙立贤.重铬酸钾晶体低温热容及热力学性质的研究[J].物理化学学报，2002，18（10）：947～951.

[3][6][7]和玲，高敏，李银环.无机与分析化学（第二版）[M].西安：交通大学出版社，2013：193，422.

[4]武汉大学主编.分析化学（上册）（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006：244.

[5] http：//kns.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx.

[9]陈新华.化学高考深度复习的策略研究——有感于2016年全国卷理综化学试题答题情况[J].化学教学，2017，（1）：83～86.