铁系元素和阳离子鉴定供学生参考18783.doc

铁系元素；混合阳离子分离与鉴定（设计实验）实验内容以及实验现象解释1 铁盐的性质Fe2+、Fe3+的水解性实验现象化学反应式0.5 mL FeSO4 (0.1M) + 0.5 mL去离子水，再加热出现白色沉淀，然后转为灰绿，最后变成红褐色沉淀Fe2+2H2O = Fe(OH)2+2H+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)30.5 mL FeCl3 (0.1M) + 0.5 mL去离子水，再加热红褐色沉淀 Fe3+3H2O=Fe(OH)3+ + 3H+结论：铁离子具有良好的水解性，亚铁离子水解的产物不稳定，易被氧化Fe2+的还原性实验现象化学反应式（1）几滴KMnO4 (0.01M) + 几滴HCl + 几滴FeSO4 (0.1M)再加2滴K4Fe(CN)6紫色褪去，溶液变为黄色,滴加后生成蓝色沉淀由于亚铁离子过量生成Mn2+MnO4-+8H+5Fe2+=Mn2+5Fe3+4H2OK4Fe(CN)6+Fe3+=KFeFe(CN)6+3K+（2）几滴FeSO4 (0.1M)+ 几滴HCl+H2O2再滴加2滴KSCN溶液浅绿色溶液变成红褐色，滴加后溶液呈血红色 2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2O Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3（3）碘水+2滴淀粉溶液+逐滴FeSO4 (0.1M)溶液变成蓝色， I2不能氧化Fe2+（4）用K4Fe(CN)6溶液代替FeSO4重复上述（2）,（3）实验溶液都无明显变化，因为在配合物离子内界不被氧化结论：亚铁离子具有还原性，形成配合物后，还原性能下降。Fe3+的氧化性实验现象化学反应式（1）FeCl3溶液+KI溶液+2滴淀粉溶液，有何现象？再用K3Fe(CN)6溶液代替FeCl3溶液，有何现象溶液变化成蓝色K3Fe(CN)6 代替FeCl3，无明显现象 2Fe3+2I-=I2+2Fe2+（2）FeCl3溶液中浸入一小片铜Cu片溶解，溶液由黄色变成蓝绿色，反应速度较慢2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+结论：Fe3+具有较强氧化性，形成配合物后，氧化能力下降。2 Fe、Co、Ni的氧化还原性对比实验现象化学反应式（1）分别在(NH4)2Fe(SO4)2, CoCl2NiSO4溶液中加入1滴溴水1.溶液变为红褐色溶液2.无明显变化3.无明显变化2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-（2）分别在(NH4)2Fe(SO4)2, CoCl2NiSO4溶液中加入NaOH(6m/L) 观察现象，将沉淀放置一段时间后有何变化。再将Co与Ni生成的沉淀分成2份，分别加入H2O2和溴水，各有何变化?1.生成白色沉淀，迅速变成灰绿，最后变成红褐色2.生成粉红色沉淀，缓慢变成棕褐色3.生成绿色Ni(OH)2沉淀4，加双氧水绿色Ni(OH)2沉淀被氧化成黑色沉淀1Fe2+2H2O = Fe(OH)2+2H+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Co2+OH-= Co(OH)22Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)33Ni2+OH-=Ni(OH)242Ni(OH)2+ H2O2= 2Ni(OH)32Ni(OH)2+ Br2 + OH- = 2Ni(OH)3 + Br-（3）制Fe(OH)3,CoO(OH),NiO(OH)沉淀，并分别加入浓盐酸，观察现象，检查是否有氯气生成1 沉淀溶解，生成红棕色溶液，无气体冒出2 沉淀溶解，溶液变成绿色有氯气生成3 沉淀溶解呈绿色溶液，有氯气生成1. 无2. 2CoO(OH)+6H+2Cl-=Cl2+2Co2+ 4H2O3. 2NiO(OH)+6H+2Cl-=Cl2+2Ni2+ 4H2O结论：Fe、Co、Ni的氧化性逐渐增强，还原能力：Fe2+ Co2+ Ni2+Fe(OH)3,CoO(OH),NiO(OH)的氧化性是逐渐增强的3配合物实验现象化学反应式（1）观察不同配体的二价Co配合物的颜色：向饱和KSCN溶液中滴加CoCl2溶液至蓝紫色，将此溶液分成三份，其中2份分别加入蒸馏水和丙酮，对比颜色差异加水的蓝紫色溶液会变成粉红色，加丙酮的没变化Co(SCN)42-+6H2O=Co(H2O)62+4SCN-（2）氨合物：分别向Cr2(SO4)3，MnSO4,FeCl3,(NH4)2Fe(SO4)2,CoCl2和NiSO4溶液中滴加6mol/L氨水，观察现象，写出反应式，总结上述金属离子形成氨合物的能力1. 灰绿色沉淀，沉淀部分溶解2. 白色沉淀生成3. 红褐色沉淀生成4. 生成白色沉淀5. 形成土黄色的溶液6. 形成蓝色的溶液Cr2(SO4)3 + 6NH3.H2O = 2Cr(OH)3(灰绿色) + 3(NH4)2SO4；Cr(OH)3+6 NH3.H2O+ =3OH-Cr(NH3)63+6H2OMnSO4+NH3H2O =Mn(OH)2+(NH4)2SO43NH3.H2O+Fecl3=Fe(OH)3(红褐色沉淀）+3NH4ClFe2+2NH3H2O=2NH4+ +Fe(OH)2Co2+ NH3H2O=Co(NH3)62+H2ONi2+4NH3+2H2O=Ni(NH3)4(H2O)22+Ni2+ NH3H2O=Ni(NH3)62+H2O（3）在FeCl3溶液中加入少量KSCN溶液，观察现象，然后加入少量固体Na2C2O4,观察溶液颜色变化，并解释溶液先变成血红色，加入后颜色渐渐退去，生成绿色溶液Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3Fe(SCN)3+3C2O42-=2Fe(C2O4)33-+3SCN-（4）在NiSO4溶液中滴加过量2mol/L氨水，观察现象。然后逐滴加入1%乙二胺溶液，观察现象溶液变成蓝色，蓝色消失，生成螯合物Ni2+6NH3=Ni(NH3)62+Ni2+3en=Ni(en)32+结论：铁，钴，镍均能够和氨形成氨合配离子，氨合配离子按铁，钴，镍顺序依次增强3 配合物的生成对氧化还原性的影响实验现象化学反应式（1）往KI和CCl4混合溶液中加入FeCl3溶液，观察现象。若在加入FeCl3之前先加少量固体NaF,观察现象有何不同;1. 生成紫色溶液2. 无明显变化1.2FeCl3+KI=2FeCl2+2KCl+I22.Fe3+6F-=Fe(F)63-（2）在室温下分别对比0.1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液在有EDTA存在和没有EDTA存在下和AgNO3溶液的反应，并解释 1. 有EDTA存在时无明显现象2. 无EDTA存在时，溶液变成红棕色并有沉淀产生1. (NH4)2Fe(SO4)2+EDTA=Fe(EDTA)2-2. Ag2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag（3）实验Fe2(SO4)3(0.1mol/L)与KI（0.1mol/L）的作用，K3Fe(CN)6 （0.1mol/L）与KI（0.1mol/L）的作用； 再试验K4Fe(CN)6 （0.1mol/L）与碘水的作用0.1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2与碘水的作用1.生成碘2. K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6均不发生反应3.无明显现象1. 2Fe3+2I-=I2+2Fe2+（4）查出Co3+/Co2+, H2O2/H2O,O2/ H2O2和HO2-/OH-点对的E值，判断Co2+ 与H2O2能否发生反应。取5滴CoCl2（0.1mol/L）溶液，滴加H2O2（3%），观察现象。取5滴CoCl2（0.1mol/L）溶液，加5滴NH4Cl（1mol/L）溶液和过量的氨水（6mol/L），震荡，观察溶液的颜色，滴加H2O2（3%）震荡，观察溶液的颜色，根据电极电势判别生成的配离子的Co的氧化数，写出反应式Co3+/Co2+=1.808VH2O2/H2O=1.77VO2/ H2O2=0.682VHO2-/OH-=0.87 V1.无明显变化2.溶液变成土黄色，加入双氧水后变成红褐色1.无2.Co2+6NH3=Co(NH3)62+2Co(NH3)62+H2O2=2Co(NH3)63+2OH-结论：配合物对离子的氧化还原性有显著影响，降低离子的氧化还原性4 沉淀的生成对氧化还原的影响实验现象化学反应式（1）在离心试管中加10滴0.1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液，1滴淀粉溶液和12滴碘水，搅拌，观察现象，再向该离心试管中滴加AgNO3（0.1mol/L）溶液,边滴加边搅拌，至蓝色褪去1. 加入碘水和淀粉，溶液变蓝，再加入AgNO3 溶液，蓝色褪去。2Fe3+ + I2 + 2Ag+ = 2Fe3+ + 2AgI结论：AgI的生成，有利于I2氧化Fe2+5 配合物应用 金属离子的鉴定实验现象化学反应式铁、铜的鉴定2滴Fe2(SO4)3(0.1mol/L)溶液，加1滴K4Fe(CN)6 生成蓝色普鲁士蓝沉淀K4Fe(CN)6+Fe3+=KFeFe(CN)6+3K+2滴0.1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液，加1滴K3Fe(CN)62滴CuSO4(0.1mol/L),加一滴K4Fe(CN)6，观察现象1. 生产蓝色沉淀2. 生成红棕色沉淀1. Fe2+ + Fe(CN)63- = Fe