铁钴镍及其化合物ppt课件 (2).ppt

11 5 2铁 钴 镍的化合物 11 5 1铁 钴 镍的一般性质 11 5铁 钴 镍及其化合物 1 族FeCoNi铁系RuRhPdOsIrPt 铂系 铁系元素的基本性质A 价电子构型 Fe 3d64s2 Co 3d74s2 Ni 3d84s2Fe Co Ni的d电子不能全部参与成键 11 5 1铁 钴 镍的一般性质 2 B 氧化数 a Fe 铁的成对d电子 一对 难于成键 很稳定 其稳定性的接近程度超过其它元素 b Co 钴的成对d电子 两对 难于成键 很稳定 稳定性稍差 3 c Ni 镍的成对d电子 三对 难于成键 d Fe Co Ni常见氧化态对应离子 Fe H2O 62 浅绿 Fe H2O 63 淡紫 因水解而显黄棕 Co H2O 62 粉红 Ni H2O 62 亮绿 C 难形成含氧酸根Fe Co Ni很难形成MO4n 离子 高铁酸根FeO42 很不稳定 是强氧化剂 Co Ni未发现类似的含氧酸根离子 4 D 配位能力 Fe Co Ni形成配合物的能力很强 Co能形成配阴离子 配阳离子 配位分子等配合物 数目特别多 E 物理性质 铁系元素具有铁磁性 F 化学性质 中等活泼的金属 常态下较稳定 高温下可与大多数非金属反应 5 铁系元素 电势图 6 11 5 2铁 钴 镍的化合物 1 氧化物和氢氧化物 FeO黑色CoO灰绿色NiO暗绿色Fe2O3砖红色Co2O3黑色Ni2O3黑色Fe3O4 黑色磁性氧化铁FeII FeIIIO2 2 应用于催化分离 3Fe 4H2O g Fe3O4 4H2 g 铁 钴 镍 2和 3氧化物不溶于水和强碱 能溶于酸 Co2O3和Ni2O3是强氧化剂 M2O3 6HCl 2MCl2 Cl2 3H2O M Co Ni 氧化物 7 在铁 II 铁 III 钴 II 镍 II 的盐溶液中加入碱 可以得到相应的氢氧化物沉淀 Fe OH 2Fe OH 3白色 绿色 红棕色 空气 快 4Fe OH 2 O2 2H2O 4Fe OH 3 Co OH 2Co OH 3粉红色 棕色 空气 慢 4Co OH 2 O2 2H2O 4Co OH 3 Ni OH 2 O2 H2O Ni OH 2 Cl2 Br2 H2O2等 Ni OH 3浅绿色 黑色 还原性 Fe OH 2 Co OH 2 Ni OH 2 M OH 2 8 Fe OH 3 新 3OH 热 浓 Fe OH 6 3 Fe OH 3 3HCl FeCl3 3H2O2Co OH 3 6HCl 2CoCl2 Cl2 4H2O2Ni OH 3 6HCl 2NiCl2 Cl2 4H2O 氧化性 Fe OH 3 Co OH 3 Ni OH 3 Fe OH 2Co OH 2Ni OH 2白色粉红色浅绿色Fe OH 3Co OH 3Ni OH 3棕红色棕色黑色 还原性增强 氧化性增强 M OH 3 9 2 盐类 Fe II Co II Ni II 盐性质具有一定的相似性 强酸盐在水中弱水解而显酸性 M2 H2O M OH H 它们的水合离子有颜色 Fe2 浅绿色 Co2 粉红色 Ni2 绿色 1 FeSO4白色FeSO4 7H2O浅绿色 俗称绿矾 1 易被氧化4FeSO4 O2 2H2O 4Fe OH SO4 2 强热分解2FeSO4 Fe2O3 SO2 SO3 3 微弱水解Fe2 H2O Fe OH H Fe3 e Fe2 EA 0 771VFe OH 3 e Fe OH 2 OH EB 0 56V Fe2 在碱性介质中是较强的氧化剂 能被空气所氧化 而在酸性中较稳定 只有Cl2 Br2 KMnO4等强氧化剂才能使它氧化 5Fe2 MnO4 8H 5Fe3 Mn2 4H2OFeSO4被用于定量分析中 标定MnO4 Cr2O72 等 10 2 CoCl2CoCl2 xH2O x 0 6 CoCl2 6H2OCoCl2 4H2OCoCl2 2H2OCoCl2粉红粉红蓝紫蓝 50oC 58oC 140oC 作为硅胶干燥剂的干湿指示剂 11 Fe3 较稳定 E Fe3 Fe2 0 77VCo3 不稳定 只能以固态形式存在 E Co3 Co2 1 84VNi3 极不稳定 仅制得NiF3 25 即分解 3 FeCl3 无水盐为棕黑色 FeCl3 6H2O显深黄色 共价化合物 易升华 蒸气为双聚体 溶解性 易溶于水 含 Fe H2O 6 3 淡紫色 由于Fe OH 3较Fe OH 2的碱性更弱 所以Fe3 更易水解 Fe H2O 6 3 H2O Fe OH H2O 5 2 H3O Fe OH H2O 5 2 H2O Fe OH 2 H2O 4 H3O 12 酸液中Fe3 为中强氧化剂 可将SnCl2 H2S HI Fe Cu等还原剂氧化 本身被还原成Fe2 离子 2Fe3 Fe 3Fe2 2Fe3 Cu Cu2 2Fe2 工业中常用FeCl3的溶液在铁制品上蚀字样或刻蚀铜板 Fe3 失去电子成为高铁酸根离子FeO42 而呈还原性 酸性介质中 Fe3 还原性极弱 不易被氧化 在强碱性介质中 能被一些氧化剂如NaClO所氧化 见P294电势 2Fe OH 3 3ClO 4OH 2FeO42 3Cl 5H2OK2FeO4的制备 Fe2O3 3KNO3 4KOH 2K2FeO4 2KNO2 2H2OK2FeO4为红褐色 具有强氧化性 不稳定 易潮解 加水稀释时逐级分解 4K2FeO4 10H2O 4Fe OH 3 3O2 8KOH 13 3 配合物 1 氨配合物 无水Fe2 Fe3 只能与液氨分别形成 Fe NH3 6 2 Fe NH3 6 3 遇水则分解 产生相应的氢氧化物 Co2 水溶液与过量氨水反应生成棕黄色 Co NH3 6 2 它在空气中慢慢氧化为更稳定的红棕色 Co NH3 6 3 4 Co NH3 6 2 O2 2H2O 4 Co NH3 6 3 4OH sp3d2杂化d2sp3杂化Ni2 水溶液在过量氨水中可形成比较稳定的蓝色 Ni NH3 6 2 sp3d2杂化 Fe2 Co2 Ni2 均能形成氨合物 其水溶液稳定性依次增强 14 2 氰配合物 Fe2 Co2 Ni2 Fe3 均能与CN 形成氰配合物 Fe II 盐与KCN液反应 Fe2 2CN Fe CN 2 白色 Fe CN 2 4CN 过量 Fe CN 6 4 黄色 析出黄色晶体K4 Fe CN 6 3H2O 俗称黄血盐 Fe CN 6 4 的两个特性 在溶液中 Fe CN 6 4 不易解离 溶液中几乎没有Fe2 有还原性 可被Cl2或其它氧化剂氧化 2 Fe CN 6 4 Cl2 2 Fe CN 6 3 桔黄色 2Cl 可析出K3 Fe CN 6 晶体 俗称赤血盐 15 在Fe2 和Fe3 溶液中分别加入K3 Fe CN 6 和K4 Fe CN 6 均生成蓝色沉淀 K Fe2 Fe CN 6 3 K FeIII CN 6FeII 滕氏蓝 鉴定Fe2 K Fe3 Fe CN 6 4 K FeII CN 6FeIII 普鲁士蓝 鉴定Fe3 Kd Fe CN 6 3 1 10 42 Kd Fe CN 6 4 1 10 35 稳定性 Fe CN 6 3 Fe CN 6 4 但 Fe CN 6 3 3H2O Fe OH 3 3CN 3HCN a Fe CN 6 4 2H2O Fe OH 2 4CN 2HCN b va vb 赤血盐的毒性比黄血盐的大得多 16 Fe CN 6 3 KFe Fe CN 6 17 Co2 与CN 反应 Co2 2CN Co CN 2 浅棕色 Co CN 2 4CN 过量 Co CN 6 4 紫色 Co CN 6 4 在空气中易被氧化成 Co CN 6 3 它的还原性比 Co NH3 6 2 还强 E Co CN 6 3 Co CN 6 4 0 83V E Co NH3 6 3 Co NH3 6 2 0 11V 它可将水中的H 还原为氢 2 Co CN 6 4 2H2O 2 Co CN 6 3 2OH H2 Ni2 与CN 反应 先生成灰蓝色Ni CN 2 CN 过量 形成黄色 Ni CN 4 2 此配离子是Ni2 最稳定的配合物之一 平面正方形构型 若溶液中CN 较浓 则形成深红色 Ni CN 5 3 18 3 异硫氰配合物主要是Fe3 Co2 形成稳定的异硫氰配合物 鉴定Fe3 Fe3 nNCS Fe NCS n 3 n n 1 6 血红色 鉴定Co2 Co2 4NCS Co NCS 4 2 蓝色 Co NCS 4 2 在水溶液中不稳定 易离解成简单离子 用水稀释即成粉红色