11.5.2铁、钴、镍的化合物

11.5.2铁、钴、镍的化合物

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 ppt课件 第八族 铁系 铂系 铁系元素的基本性质 A.价电子排布： Fe：3d 6 4s 2；Co：3d 7 4s 2；Ni：3d 8 4s 2 Fe、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 ppt课件 B.氧化数： a.Fe：+Ⅱ、+Ⅲ、+Ⅳ、+Ⅴ、+Ⅵ 铁的成对d电子（一对）不易成键。+Ⅱ、+Ⅲ很稳定，其稳定性与其他元素接近。 Co：+Ⅱ、+Ⅲ、+Ⅳ、+Ⅴ 钴的成对d电子（两对）不易成键。+Ⅱ很稳定，+Ⅲ较不稳定。 3 ppt课件 c. Ni：+Ⅱ、+Ⅲ、+Ⅳ 镍的成对d电子（三对）不易成键。 d. Fe、Co、Ni 常见氧化态对应离子：Fe(H 2 O) 6 2+（浅绿色）、Fe(H 2 O) 6 3+（浅紫色，因水解变黄褐色）、Co(H 2 O) 6 2+（粉红色）、Ni(H 2 O) 6 2+（亮绿色）。

C.难以形成含氧基团。Fe、Co、Ni都难以形成MO 4 n-离子。高铁酸盐FeO 4 2-很不稳定，是强氧化剂。Co和Ni尚未发现类似的含氧基团离子4 ppt课件 D.配位能力：Fe、Co、Ni形成配合物的能力强。Co能形成配位阴离子、配位阳离子、配位分子等配合物，而且数量特别多。 E.物理性质：铁基元素具有铁磁性。 F.化学性质：中等活泼金属。常态下比较稳定，高温下能和大多数非金属发生反应。 EB θ /VFeO 4 2 － ──── Fe(OH) 3 ── Fe(OH) 2 ── Fe 0.72 － 0.56 － 0.92 Co(OH) 3 ──── Co(OH) 2 ──── Co 0.17 － 0.73 NiO 2 ──── Ni(OH) 2 ──── Ni 0.49 － 0.72 Ni(OH) 2 ──── Ni 0.52 － 0.72 Co(OH) 3 ──── Co(OH) 2 ──── Co 0.20 － 0.20 Ni(OH) 2 ──── Ni 0.46 － 0.54 Ni(OH) 2 ──── Ni 0.50 － 0.52 Ni(OH) 2 ──── Ni 0.63 － 0.63 Ni(OH) 2 ──── Ni 0.62 － 0.63 铁、钴、镍的化合物 1）氧化物与氢氧化物 FeO 黑色 CoO 灰绿色 NiO 深绿色 Fe 2 O 3 砖红色 Co 2 O 3 黑色 Ni 2 O 3 黑色 Fe 3 O 4： 黑色磁性氧化铁 Fe II（Fe III O 2 ） 2 （应用于催化分离） 3Fe+4H 2 O（g）=Fe 3 O 4 +4H 2 （g） ? 铁、钴、镍的+2和+3氧化物不溶于水和强碱，溶于酸；Co 2 O 3和Ni 2 O 3是强氧化剂： M 2 O 3 +6HCl=2MCl 2 +Cl 2 ↑+3H 2 O （M=Co、Ni） ①氧化物 7 ppt课件? 在铁（II）、铁（III）、钴（II）、镍（II）的盐溶液中加入碱，可得到相应的氢氧化物沉淀。

Fe(OH) 2Fe(OH) 3 白色→绿色→红褐色 空气中快速 4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Fe(OH) 3 Co(OH) 2Co(OH) 3 粉色→褐色 空气中缓慢 4Co(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4Co(OH) 3 Ni(OH) 2 + O 2 + H 2 O ≠ Ni(OH) 2 +Cl 2 (Br 2 、H 2 O 2 等)→Ni(OH) 3 浅绿色→黑色？还原性： Fe(OH) 2 Co(OH) 2 Ni(OH) 2 。 ② M(OH) 2 8 ppt 课件 Fe(OH) 3 （新）+3OH - （热的，浓缩的）=[Fe(OH) 6 ] 3- Fe(OH) 3 +3HCl=FeCl 3 +3H 2 O 2Co(OH) 3 +6HCl=2CoCl 2 +Cl 2 ↑+4H 2 O 2Ni(OH) 3 +6HCl=2NiCl 2 +Cl 2 ↑+4H 2 O 氧化性： Fe(OH) 3 Co(OH) 3 Ni(OH) 3 Fe(OH) 2Co(OH) 2Ni(OH) 2 白色 粉色 浅绿色 Fe(OH) 3Co(OH) 3Ni(OH) 3 棕色 红色 棕色 黑色 还原性增强 氧化性增强 ③ M(OH) 3 9 ppt 课件 2）盐 Fe(II)、Co(II)、Ni(II)盐在性质上有一定的相似性。

? 强酸盐在水中弱水解则呈酸性：M 2+ + H 2 O ? M(OH) + + H + ；？其水合离子有颜色：Fe 2+（浅绿色）、Co 2+（粉红色）、Ni 2+（绿色）。 1. FeSO 4 白色 FeSO 4 · 7H 2 O 浅绿色，俗称绿矾 （1）易氧化 4FeSO 4 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH)SO 4 （2）强热分解 2FeSO 4 =Fe 2 O 3 +SO 2 ↑+SO 3 ↑ （3）弱水解 Fe 2+ +H 2 O ? Fe(OH) + + H + Fe 3+ + e ? Fe 2+EA = 0.771 V Fe(OH) 3 + e ? Fe(OH) 2 + OH -EB = -0.56 V ? Fe 2+在碱性介质中是强氧化剂，能被空气氧化；在酸性介质中比较稳定，仅能被Cl 2 、Br 2 、KMnO 4 等强氧化剂氧化：5Fe 2+ +MnO 4 - +8H +=5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O ?FeSO 4 在定量分析中用于标定MnO 4 - 、Cr 2 O 7 2- 等。

10 ppt 2. CoCl 2 CoCl 2 ? x H 2 O, x = 0~6 x 6 4 2 1.5 1 0 颜色 粉红色 红色 浅红色 紫色 深蓝色 蓝色 紫色 浅蓝色 CoCl 2 ?6H 2 OCoCl 2 ?4H 2 OCoCl 2 ?2H 2 OCoCl 2 粉红色 粉红色 蓝色 紫色 蓝色 50 o C 58 o C 140 o C ? 作为硅胶干燥剂的干湿指示剂。 11 ppt ? Fe 3+ 比较稳定，E(Fe3+/Fe2+) =0.77V ? Co 3+ 不稳定，只能以固体形式存在。E(Co3+/Co2+) =1.84V ? Ni 3+ 极不稳定，只生成 NiF 3，在 25 ℃ 时分解。 3. FeCl 3? 无水盐为棕黑色，FeCl 3 ·6H 2 O为深黄色，是共价化合物，易升华，其蒸气为二聚体。?溶解性：易溶于水，含[Fe(H 2 O) 6 ] 3+（淡紫色）；由于Fe(OH) 3 的碱性比Fe(OH) 2 小，因此Fe 3+更容易水解：[Fe(H 2 O) 6 ] 3+ + H 2 O ?[Fe(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + H 3 O +[Fe(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + H 2 O ?[Fe(OH) 2 (H 2 O) 4 ] + + H 3 O + 12 ppt课件? 在酸性溶液中Fe 3+ 是中等强的氧化剂，能氧化SnCl 2 、H 2 S、HI、Fe、Cu等还原剂，而其本身被还原为Fe 2+ 离子：2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+2Fe 3+ +Cu=Cu 2+ +2Fe 2+ ? 工业上常用FeCl 3 溶液在铁制品或铜板上蚀刻文字。

? Fe 3+失去电子，变成高铁酸根离子FeO 4 2-，具有还原性。 ? 在酸性介质中，Fe 3+还原性很弱，不易被氧化；在强碱性介质中，能被一些氧化剂如NaClO氧化（见P 294 电位）：2Fe(OH) 3 + 3ClO - + 4OH - = 2FeO 4 2- + 3Cl - + 5H 2 O ? 制备K 2 FeO 4 ：Fe 2 O 3 +3KNO 3 +4KOH=2K 2 FeO 4 +2KNO 2 +2H 2 O ? K 2 FeO 4 呈红棕色，有强氧化性，不稳定，有吸湿性，加水稀释后逐步分解： 4K 2 FeO 4 +10H 2 O=4Fe(OH) 3 ↓+3O 2 ↑+8KOH 13 ppt 课件 3）配合物 （1）氨配合物： ? 无水Fe 2+ 、Fe 3+只能和液氨反应分别生成[Fe(NH 3 ) 6 ] 2+和[Fe(NH 3 ) 6 ] 3+ ，与水接触后分解生成相应的氢氧化物。 ? Co 2+水溶液与过量的氨水反应生成棕黄色的[Co(NH 3 ) 6 ] 2+ ，后者在空气中缓慢氧化为较稳定的红棕色[Co(NH 3 ) 6 ] 3+ ： 4[Co(NH 3 ) 6 ] 2+ +O 2 +2H 2 O→4[Co(NH 3 ) 6 ] 3+ +4OH -sp 3 d 2 杂化 d 2 sp 3 杂化? Ni 2+水溶液在过量的氨水中能生成较稳定的蓝色[Ni(NH 3 ) 6 ] 2+ （sp 3 d 2 杂化）。

? Fe 2+ 、Co 2+ 、Ni 2+ 均可形成氨络合物，它们的水溶液稳定性依次增强。 14 ppt 课件（2）氰化物配合物： ? Fe 2+ 、Co 2+ 、Ni 2+ 、Fe 3+ 均可与CN - 形成氰化物配合物。 Fe(II)盐与KCN溶液反应： Fe 2+ +2CN - →Fe(CN) 2 ↓（白色）； Fe(CN) 2 +4CN - （过量）→[Fe(CN) 6 ] 4- （黄色） 有黄色晶体K 4 [Fe(CN) 6 ]·3H 2 O析出，俗称黄血盐。 ? [Fe(CN) 6 ] 4- 的两个特点： ① [Fe(CN) 6 ] 4- 在溶液中不易解离，溶液中几乎没有Fe 2+； ②具有还原性：能被Cl2或其他氧化剂氧化：2[Fe(CN)6]4-+Cl2→2[Fe(CN)6]3-（橙黄色）+2Cl-可析出K3[Fe(CN)6]晶体，俗称红血盐。15 ppt课件？ 在 Fe 2+ 和 Fe 3+ 溶液中分别加入 K 3 [Fe(CN) 6 ] 和 K 4 [Fe(CN) 6 ] 时，均有蓝色沉淀生成： K + +Fe 2+ +[Fe(CN) 6 ] 3- →K[Fe III (CN) 6 Fe II ]↓（滕氏蓝）（鉴别 Fe 2+ ） K + +Fe 3+ +[Fe(CN) 6 ] 4- →K[Fe II (CN) 6 Fe III ]↓（普鲁士蓝）（鉴别 Fe 3+ ） K d ([Fe(CN) 6 ] 3- )=1 × 10 -42 ， K d ([Fe(CN) 6 ] 4- )=1 × 10 -35 ： 稳定性: [Fe(CN) 6 ] 3- Fe(CN) 6 ] 4- ，但: [Fe(CN)6 ] 3- + 3H 2 O = Fe(OH) 3 + 3CN - + 3HCN(a)[Fe(CN) 6 ] 4- + 2H 2 O = Fe(OH) 2 + 4CN - + 2HCN(b) ? vavb，红血盐比黄血盐毒性大得多。 16 ppt课件