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1、2021/3/14,1,第二十一章 过渡金属（二）,2021/3/141第二十一章 过渡金属（二）,2021/3/14,2,一、 铁系元素通性,1. 元素,VIII,铁系元素,铂系元素,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,21-1 铁系元素,2021/3/142一、 铁系元素通性1. 元素FeCoNi,2021/3/14,3,2. 铁系元素的价层电子结构及氧化态,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1432. 铁系元素的价层电子结构及氧化态元,2021/3/14,4,一般条件下,铁常见的氧化态是2、3,与强氧化剂作用,铁可以生成不稳定的+6氧化态;钴和镍常
2、见的氧化态都是2,与强氧化剂作用,钴可以生成不稳定的+3氧化态,而镍的+3氧化态则少见。,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/144元素符号FeCoNi常见氧化态+2,+3,2021/3/14,5,3. 化学性质,（1）在酸性介质中,现象:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1453. 化学性质（1）在酸性介质中现象:,2021/3/14,6,结论:,酸性介质中,Fe2+,Co2+,Ni2+最稳定;高氧化态的Fe(),Co(),Ni()是很强的氧化剂;还原性: Fe2+ Co2+ Ni2+氧化性: Fe3+ Co3+ Ni3+,4Fe2+
3、+ O2 + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O,而不能把Co2+,Ni2+氧化成Co3+,Ni3+。,例如:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/146结论:酸性介质中,Fe2+,Co2+,N,2021/3/14,7,（2）在碱性介质中,现象:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/147（2）在碱性介质中现象:FeO42-,2021/3/14,8,结论:,碱性介质中,铁的最稳定氧化态是+3,而钴和镍仍是+2;还原性:Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2;氧化性:Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3。,例如:,第二十一章 过
4、渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/148结论:碱性介质中,铁的最稳定氧化态是+3,2021/3/14,9,Co2+2OH- Co(OH)2 (s,粉红色）,4Co(OH)2 +O2+2H2O 4Co(OH)3(s, 棕褐色),缓慢,Ni2+2OH- Ni(OH)2 (s,绿色）,Ni(OH)2最稳定,根本不被空气中氧所氧化。,证明:,Fe(OH)2还原性最强最不稳定,Ni(OH)2还原性最弱最稳定,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/149Co2+2OH-,2021/3/14,10,二、铁、钴、镍重要化合物的共性及个性,1. 铁、钴、镍的氧化物,铁、钴、
5、镍的氧化物性质比较,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1410二、铁、钴、镍重要化合物的共性及个性1,2021/3/14,11,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1411铁、钴、镍+2与+3氧化物均属于碱性氧,2021/3/14,12,2. 铁、钴、镍的氢氧化物,高氧化态氧化能力增强,低氧化态还原能力增强,铁、钴、镍的氢氧化物性质比较,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14122. 铁、钴、镍的氢氧化物氧化数氢氧,2021/3/14,13,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1413共
6、性一铁、钴、镍+2与+3氧化态的氢氧,2021/3/14,14,Ni(OH)2 +O2+2H2O,4Fe(OH)2 +O2+2H2O 4Fe(OH)3,4Co(OH)2+O2+2H2O 4Co(OH)3,例如:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1414Ni(OH)2 +O2+2H2O4Fe,2021/3/14,15,2Ni(OH)3+6HCl 2NiCl2+Cl2+6H2O,例如:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14152Ni(OH)3+6HCl,2021/3/14,16,Fe(OH)2 +4OH- Fe(OH)64-,Fe(OH)
7、3 +3OH- Fe(OH)63-,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1416Fe(OH)3+3HCl,2021/3/14,17,Fe(OH)2 氨配合物不稳定；,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1417Fe(OH)2 氨配合,2021/3/14,18,3.铁、钴、镍的盐类性质,（1）+2氧化数的盐,铁、钴、镍的氢氧化物性质比较,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14183.铁、钴、镍的盐类性质（1）+2氧化,2021/3/14,19,M2+H2O M(OH)+H+,(NH4)2SO4MSO46H2O M=F
8、e,Co,Ni,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1419M2+H2O M,2021/3/14,20,（2）+3氧化数的盐,铁、钴、镍中只有铁有+3的化合物,钴有少数+3的简单化合物,而镍()的氧化性更强,故镍几乎没有+3的简单化合物。,2CoCl3 2CoCl2+Cl2,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1420（2）+3氧化数的盐铁、钴、镍中只有铁,2021/3/14,21,三、铁、钴、镍重要化合物简介,1. 三氯化铁 (Iron Trichloride),性质一:水解性,总水解反应:,性质,Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+,
9、第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1421三、铁、钴、镍重要化合物简介1. 三,2021/3/14,22,Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3,2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O,但这种方法的主要缺点是Fe(OH)3具有胶体性质。,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1422Fe3+ + 3OH-,2021/3/14,23,性质二:氧化性,2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2,2Fe3+ + H2S 2Fe2+ + 2H+ + S,2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4,第二十一章 过渡金属（二）,
10、21.1 铁系元素,2021/3/1423性质二:氧化性= +0.771V2Fe,2021/3/14,24,2. 硫酸亚铁（绿矾,Ferrous Sulfate）,性质一:水解性,FeSO47H2O,性质,性质二:不稳定性,性质三:还原性,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14242. 硫酸亚铁（绿矾,Ferrous,2021/3/14,25,性质一:水解性,硫酸亚铁易溶于水,在水中微弱水解,使溶液显酸性（pH=3）。,Fe2+ +H2O Fe(OH) + H+,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1425性质一:水解性硫酸亚铁易溶于水,在
11、水中,2021/3/14,26,性质二:不稳定性,性质三:还原性,遇强氧化剂时,Fe2+被氧化为Fe3+:,5Fe2+MnO4-+8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O,6Fe2+Cr2O72-+14H+ 6Fe3+2Cr2+7H2O,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1426性质二:不稳定性性质三:还原性4FeS,2021/3/14,27,3. 硫酸亚铁铵,硫酸亚铁对来自空气的氧化不稳定,但硫酸亚铁与碱金属或铵的硫酸盐形成M2SO4FeSO46H2O ,对空气的氧化,比硫酸亚铁稳定的多。最重要的复盐是硫酸亚铁FeSO4(NH4)2SO46H2O,俗称摩尔氏盐,是常用的
12、还原剂。,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14273. 硫酸亚铁铵硫酸亚铁对来自空气的,2021/3/14,28,4. 铁()的化合物,FeO42-+8H+3e- Fe3+4H2O,FeO42-+4H2O+3e- Fe(OH)3+5OH-,4FeO42-+20H+ 4Fe3+3O2+10H2O,2FeO42-+16H+6Cl- 2Fe3+3Cl2+8H2O,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14284. 铁()的化合物FeO42-+,2021/3/14,29,高铁酸盐只存在于较浓的碱溶液中,稀释FeO42-溶液,则析出Fe(OH)3沉淀
13、:,4FeO42-+10H2O Fe(OH)3+3O2+8OH-,2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- 2FeO42-+3Cl-+5H2O,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1429高铁酸盐只存在于较浓的碱溶液中,稀释F,2021/3/14,30,四、水溶液中铁、钴、镍的配位反应,1. 氨配合物,Fe2+ + 2NH3H2O Fe(OH)2 (s)+ 2NH4+,Fe3+ + 3NH3H2O Fe(OH)3 (s)+ 3NH4+,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1430四、水溶液中铁、钴、镍的配位反应1.,2021/3/14,31,原
14、因:,标准电极电势的变化配离子的稳定性配离子的结构,4Co(NH3)62+O2+2H2O 4Co(NH3)63+4OH-,标准电极电势的变化:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1431 原因:标准电极电势的变化=+1.80,2021/3/14,32,Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+,Co2+ + 6NH3 Co(NH3)62+,配离子的稳定性:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1432Co3+ + 6NH3,2021/3/14,33,2. 硫氰化物,Fe3+nSCN- Fe(NCS)n3-n(血红色),异硫氰合铁()配离子
15、,鉴定反应,Co3+4SCN- Co(NCS)42-(天蓝色),四异硫氰合钴()配离子,鉴定反应,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14332. 硫氰化物Fe3+nSCN-,2021/3/14,34,3. 氰配合物,（1）黄血盐 (Potassium Ferrocyanide),六氰合铁()酸钾,又名亚铁氰化钾、黄血盐。,性质,鉴定Fe3+反应,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/14343. 氰配合物（1）黄血盐 (Pot,2021/3/14,35,（2）赤血盐 (Potassium Ferricyanide),2K4Fe(CN)6+Cl2 2KCl+2K3Fe(CN)6(s,红),六氰合铁()酸钾,铁氰酸钾,赤血盐。,性质,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1435（2）赤血盐 (Potassium F,2021/3/14,36,Ni离子的鉴定:,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1436Ni离子的鉴定:Ni2+2DMG+2,2021/3/14,37,二茂铁,第二十一章 过渡金属（二）,21.1 铁系元素,2021/3/1437二茂铁第二十一章 过渡金属（二）21,
