无机化学实验—第一过渡系元素(II)(铁,钴,镍)
实验二十四:第一过渡系元素(二)(铁、钴、镍)
实验二十四:第一过渡系元素(二)(铁、钴、镍)
〔实验目的〕
1.试验并掌握二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性;
2.试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及性质。
〔实验原理〕
铁、钴、镍的高氧化态化合物多是以含氧酸盐或配盐形式存在,如Na2FeO4、K3CoO4、K2NiF6,这类化合物在水溶液中都是不稳定的。
一、铁的化合物
1.铁的化合物
铁有3种氧化物,红棕色的氧化铁,黑色的氧化亚铁和黑色的四氧化三铁。它们都不溶于水,灼烧后的氧化铁不溶于酸,氧化亚铁能溶于酸。四氧化三铁是二价铁和三价铁的混合型氧化物,具有磁性。
铁化合物列于下表中:
物质颜色和状态性质
FeCl3黑褐色晶体以共价键为主的化合物,它的蒸气为双聚分子Fe2Cl6。
Fe(NO3)3 = Fe2O3 + 6NO2 + 3/2O2 (600~700ºC) Fe(NO3)3•H2O 淡紫色晶体 2
FeCl2•4H2O 淡蓝色晶体在空气中易被氧化为草绿色
FeSO4•7H2O 淡绿色晶体加热分解为三氧化硫,水溶液易被氧化。
(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O 绿色晶体摩尔氏盐,在潮湿空气和水溶液中较稳定。
2.溶液中Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)的反应
⑴溶液中Fe3+的重要反应
还原剂如I-,SO2,H2S,Sn2+,Fe,Cu,等
――――――――――――――――→ Fe2+
OH-Δ
⇌ Fe(OH)3(s)(棕色)→ Fe2O3
NH3•H2O
———→ Fe(OH)3(s)(棕色)
NH3•H2O+NH4Cl
——————→ Fe(OH)3(s)(棕色)
实验24第一过渡系元素(铬、锰、铁、钴、镍)
实验24 第一过渡系元素(铬、锰、铁、钴、镍)
一、实验目的
掌握铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件。掌握铁、钴、镍的氢氧化物及配合物的生成和性质。掌握铁盐的性质。学习Fe2+、、Fe3+和Ni2+的鉴定方法。
二、实验前应思考的问题
1.转化反应须在何种介质(酸性或碱性)中进行?为什么?
2.从电势值和还原剂被氧化后产物的颜色考虑,选择哪些还原剂为宜?如果选择亚硝酸钠溶液可以吗?
3.转化反应须在何种介质中进行?为什么?
4.从电势值和氧化剂被还原后产物的颜色考虑,应选择哪些氧化剂?3%H2O2溶液可用否?
三、实验用品
仪器:试管、台秤、沙浴皿、蒸发皿、试管、离心试管、烧杯、玻璃棒、滴管、点滴板、酒精灯
固体药品:二氧化锰、亚硫酸钠、高锰酸钾、FeSO4·7H2O、KCl、NH4Cl
液体药品:H2SO4(浓,1 mol·L-1),H2O2(3%)、NaOH(40%,6 mol·L-1,2 mol·L-1,0.1 mol·L-1),CuCl2(0.2 mol·L-1)、HCl(浓,6 mol·L-1,2 mol·L-1,0.1 mol·L-1)、H2SO4(2 mol·L-1)、HAc(2 mol·L-1)、NH3·H2O(浓)、K2SO4·Cr2(SO4)3·24H2O(0.2 mol·L-1)、NH3·H2O(2 mol·L-1)、K2Cr2O7(0.1 mol·L-1)、FeSO4(0.5 mol·L-1)、K2CrO4(0.1 mol·L-1)、AgNO3(0.1 mol·L-1)、BaCl2(0.1 mol·L-1)、Pb(NO3)2(0.1 mol·L-1)、MnSO4(0.2 mol·L-1,0.5 mol·L-1)、NH4C1(2 mol·L-1 )、NaClO(稀)、H2S(饱和)、Na2S(0.1 mol·L-1、0.5 mol·L-1),KMnO4(0.1 mol·L-1)、Na2SO3(0.1 mol·L-1)、K4[Fe(CN)6] (0.1 mol·L-1)、K3[Fe(CN)6] (0.1 mol·L-1)、CoCl2(0.1 mol·L-1)、NiSO4(0.1 mol·L-1)、FeCl3(0.1 mol·L-1)、KI(0.1 mol·L-1)、Na2CO3(0.1 mol·L-1)、KMnO4(0.1 mol·L-1)MnSO4(0.1 mol·L-1)、CrCl3(0.1 mol·L-1)、NH4F(1 mol·L-1)、NH4Cl(1 mol·L-1)、KSCN(0.1 mol·L-1、25%)、Pb(Ac)2(0.5 mol·L-1)、KNO2(饱和)溴水、淀粉溶液、二乙酰二肟(1%)、H2O2(3%)、滤纸、淀粉KI试纸、邻菲罗啉、戊醇
实验八、铬、锰、铁、钴、镍
实验八、铬、锰、铁、钴、镍
Chromium, Manganese, Iron, Cobalt,Nickel 实验学时:3 ? ? ? ? ?? 实验类型:验证性
实验所属实验课程名称:大学基础化学实验-1
实验指导书名称:无机化学实验讲义
相关理论课程名称:大学基础化学-1
撰稿人:谢亚勃? ? ? ?? 日期:2004.11.8
一、目的与任务:
本实验属验证性实验,是过渡元素教学过程中的一部分,对本科生进行这部分的理解和探索能力的培养方面有重要的作用。本实验将一部分课堂教学外的知识,放在实验课堂上进行研究。使学生在获得课堂知识的基础上,进一步探索元素及化合物的其它重要性质和反应,巩固和加深理解课堂上所学基本理论和基本知识;使学生受到观察实验现象,研究实验问题,总结实验结果及基本技能的训
练,培养学生具有观察问题和分析问题的能力、严谨的科学态度、实事求是的作风、勇于创新的精神。
二、内容、要求与安排方式:
1、实验项目内容通过过渡元素性质的验证,对混合液设计分离鉴定方案,并通过实验对实验元素的性质进行总结。
2、实验要求要求通过实验加深对重要过渡元素和其化合物性质的理解,掌握定性分析的原理和方法,掌握过渡元素和化合物性质的重要递变规律。
3、为了使实验达到教学目标,对学生的要求如下:
(1)实验前要完成预习报告在阅读实验教材和参考资料的基础上,明确实验的目的和要求,弄清实验原理和方法,了解实验中的注意事项。预习报告简明扼要,切忌抄书,字迹清晰,实验方案思路清晰。
(2)实验过程要求认真按照实验内容和操作规程进行实验。如发现实验现象与理论不符,应独立思考,认真分
实验二十三第一过渡系元素(钛、钒、铬、锰)
掌握相关实验技能,如样 品的制备、性质测试和数 据分析等。
实验内容概述
制备钛、钒、铬、锰的单质或其 化合物。
通过实验数据分析和比较,总结 归纳这四种元素的性质特点和规 律。
观察和记录这些元素的物理性质, 如颜色、光泽、硬度、熔点、沸 点等。
进行化学反应实验,探究这些元 素的化学性质,如氧化还原反应、 配位反应等。
Part
02
第一过渡系元素概述
钛(Ti)
物理性质
钛是一种银白色的过渡金属,具 有低密度、高强度和良好的耐腐
蚀性。
化学性质
钛属于较活泼的金属,但在常温 下表面易形成致密的氧化物薄膜, 使其具有良好的耐腐蚀性。在高 温下,钛可以与氧、氮、碳等非
金属元素反应。
用途
钛及钛合金在航空、航天、化工、 医疗等领域有广泛应用,如制造 飞机发动机部件、人工关节等。
钒
钒主要用于钢铁工业,作为合金元素可以提高钢的强度和 韧性。此外,钒在化学工业中也有应用,如用作催化剂等 。
锰
锰在钢铁工业中用作脱硫剂和合金元素,可以提高钢的强 度和硬度。此外,锰还用于电池、陶瓷、玻璃等行业。
Part
06
实验总结与反思
本次实验成果回顾
01
实验目标达成
成功合成并表征了第一过渡系元素钛、钒、铬、锰的化合物,并对其性
数据分析深度不够
2013年上学期无机化学实验复习资料
P164
实验二十一 ds 区金属(铜、银、锌、镉、汞)
一、主要教学目标
(一)了解铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的生成和性质 (二)了解锌、镉、汞硫化物的生成和性质 (三)掌握铜、银、锌、镉、汞重要配合物的性质 (四)掌握铜、银、汞重要的氧化还原性
二、教学的方法及教学手段:讲解法,学生实验法,巡回指导法 三、教学重点:掌握铜、银、锌、镉、汞重要配合物的性质 四、教学难点:掌握铜、银、汞重要的氧化还原性 五、实验内容
(一)铜、银、锌、隔、汞氢氧化物或氧化物的生成与性质 1、铜、锌、隔氢氧化物的生成和性质
⎪⎪⎪
⎪⎩
⎪⎪⎪
⎪⎨⎧⎩⎨⎧↓⎩
⎨⎧↓⎩⎨⎧↓⎪⎭
⎪
⎬
⎫
??
)(??)(??)(/2/2.05.0422422
422
4
44NaOH SO H OH Cd NaOH SO H OH Zn NaOH SO H OH Cu L mol NaOH L mol ml CdSO
ZnSO CuSO 白蓝溶液均为 Cu(OH)2以碱性为主,溶于酸,但它又有微弱的酸性,溶于过量的浓碱溶碱。 Zn(OH)2呈两性,氢氧化镉呈两性偏碱性?只能缓慢溶解在热的浓碱中。 2、银、汞氧化物的生成和性质 (1)Ag 2O 的生成和性质
⎩
⎨⎧∙O H NH HNO O Ag NaOH AgNO 23323)(离心分离棕溶液溶液
O
H OH
NH Ag O H NH
O Ag O
H AgNO
HNO O Ag NaNO
O Ag NaOH
AgNO
22323
223
3
23
23
32)(2422222++=∙++=++↓=+-
+
(2)HgO 的生成和性质
无机化学实验第四版实验24 铁钴镍
實驗24 鐵鈷鎳
一、實驗目的
1、試驗并掌握鐵、鈷、鎳氫氧化物的生成和氧化還原性質;
2、試驗并掌握鐵、鈷、鎳配合物的生成及在離子鑒定中的
作用。
二、實驗內容(實驗現象根據自己所觀察到的為準)
1、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的氫氧化物的生成和性質
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2、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的氫氧化物的生成和性質
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3、Fe、Co、Ni的配合物
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三、實驗討論(從自己實驗操作展開)
四、實驗思考題和習題
1.實驗步驟(2)要求整個實驗不能帶入空氣到溶液中,為什么?
Fe(Ⅱ)易被氧化,如若帶入了空氣,可能不能觀察到顏色的轉化過程。
2.根據實驗現象總結+2價的鐵、鈷、鎳化合物的還原性和+3價的鐵鈷鎳化合物氧化性的變化規律。
Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的氫氧化物都有還原性,其還原能力依Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的順序減弱。
Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)在酸性介質中的氧化能力依
Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的順序增加。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF
3.比較鈷鎳氨配合物的氧化還原性相對大小及溶液穩定性。
鈷鹽和鎳鹽生成堿式鹽溶于過量的氨水生成氨配合物,Co(Ⅱ)氨配合物易氧化轉化成 Co(Ⅲ)氨配合物。即鎳鹽更穩定。
4.為什么制取+3價的鈷鎳氫氧化物要用+2價為原料在堿性條件下進行氧化,而不+3價直接制取?
无机化学实验第四版实验2铁钴镍
实验24铁钴镍
一、实验目得
1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物得生成与氧化还原性质;
2、试验并掌握铁、钴、镍配合物得生成及在离子鉴定中得作用。
二、实验内容(实验现象根据自己所观察到得为准)
三、实验讨论(从自己实验操作展开) 四、实验思考题与习题
1、实验步骤(2)要求整个实验不能带入空气到溶液中,为什么?
F e(Ⅱ)易被氧化,如若带入了空气,可能不能观察到颜色得转化过程。 2.根据实验现象总结+2价得铁、钴、镍化合物得还原性与+3价得铁钴镍化合物氧化性得变化规律。
Fe (Ⅱ)、Co (Ⅱ)、Ni(Ⅱ)得氢氧化物都有还原性,其还原能力依Fe (Ⅱ)、Co (Ⅱ)、Ni (Ⅱ)得顺序减弱。
Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni (Ⅲ)在酸性介质中得氧化能力依Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)得顺序增加。
3、比较钴镍氨配合物得氧化还原性相对大小及溶液稳定性。
钴盐与镍盐生成碱式盐溶于过量得氨水生成氨配合物,Co(Ⅱ)氨配合物易
氧化转化成 Co (Ⅲ)氨配合物。即镍盐更稳定。
4、为什么制取+3价得钴镍氢氧化物要用+2价为原料在碱性条件下进行氧化,而不+3价直接制取?
首先,作为最高价氧化值,Co 3+、Ni 3+氧化性比较不稳定,易变成其它价态,故不用采用+3价直接氧化得到。其次,而C o(OH)2、Ni(OH)2两性,在碱性条件下易被氧化成+3价氢氧化物。
5
3+3+2+
ﻩ
6.
配合物极易被氧化,它们得氢氧化物也易被氧化;Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)具有强得氧化性,也易生成配合物。
7、(此题面字太多,不好打得,请谅解)
实验二十四-第一过渡系元素(二)-铁钴镍
钴的配合物
(1)往盛有1mL CoCl2 溶液的试管中加入少量硫氰酸钾固体,观察 固体颜色。再加入0.5mL 戊醇于0.5mL 乙醚,观察水相与有机相 的颜色,该反应可鉴别Co2+。
Co2++4SCN-
[Co(NCS)4]2-(蓝色)
(2)往0.5mL CoCl2溶液中滴加浓氨水,至生成的沉淀刚好溶解为 止,静置一段时间后观察溶液颜色。
Fe2++2OH-=Fe(OH)2
2 钴(Ⅱ)的还原性 (1)在盛有CoCl2溶液的试管中加入氯水后观察变
化。
(2)往盛有1mL CoCl2溶液的试管中滴入稀NaOH 溶液,观察沉淀的生成。所得沉淀分成两份,一 份置于空气中,一份加入新制氯水,观察变化, 第二份留作下面实验用。
CoCl2+2NaOH=Co(OH)2 +2NaCl 4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3 2Co(OH)2+Cl2+2NaOH=2Co(OH)3+2NaCl
•
♦0.1 mol·L-1KI
•
♦0.1 mol·L-1KMnO4
•
♦NH4Cl
•
♦KSCN
•
♦(NH4)2Fe(SO4)2
四、实验步骤
♦(一) Fe(II)、Co(II) 、Ni(II)化合物的还原性
实验七 第一过渡系元素 (钛、钒、镉、锰)
实验七第一过渡系元素 (钛、钒、镉、锰)
第一过渡系元素是指周期表中第3到第12族元素,它们拥有类似的电子结构和化学性质,具有宽广的应用前景。其中,钛、钒、镉、锰是较为常见的第一过渡系元素,本篇文
章将介绍这些元素的基本性质、应用领域以及相关实验。
一、钛(Ti)
钛是一种银白色、质地轻巧的金属,熔点高达1670℃,具有较高的强度和耐腐蚀性。由于其优良的物理和化学性质,钛被广泛应用于航空、航天、能源、汽车、医药等领域。
目前,钛制品已成为高端制造业的主要材料之一。
钛的化学性质活泼,易于形成氧化物。在实验中,常用Na2TiO3或K2TiO3作为钛标准溶液,通过络合滴定法测定样品中的钛含量。此外,钛还可以与硫酰化剂反应,生成具有
深色化合物,可以用于反应的定量分析。
二、钒(V)
钒是一种银灰色金属,化学性质活泼。钒元素存在于许多矿物中,主要产地为俄罗斯、中国和南非等地。钒是重要的合金元素,可以提高钢的韧性和耐磨性。此外,钒也可以用
于生产电池和电导管等。
钒的分析方法比较复杂。在实验中,可以通过还原-氧化反应测定样品中钒的含量。
首先,将样品转化为VO2+,然后将VO2+还原为V2+,最后再进行氧化反应。
三、镉(Cd)
镉是一种银灰色金属,属于类锌金属。长期以来,镉被广泛用于电池、电子器件、涂料、塑料等领域。然而,由于其高毒性和紫外线敏感性,镉已被列入高毒性元素之列。
在实验中,可以用电化学或原子吸收光谱法测定样品中的镉含量。电化学分析时,将
样品置于电极中,然后进行电位扫描,以测定镉的还原电位。原子吸收光谱法则是将样品
实验二十四第一过渡系元素(二)(铁、钴、镍)
生成铁蓝。
鉴定Fe3+离子的反应:
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3
(4)FeCl3溶液中加入氨水,直至过量
得到棕红色沉淀;加入过量氨水,沉淀不消失;
Fe3+在氨水中不能得到配合物,只得到沉淀:
Fe3++3OH-=Fe(OH)3
查电极电势可知,Fe2+不能被I2氧化
Fe2+?+I2=(不反应)
强氧化剂可以将Fe2+氧化成Fe3+,后者与SCN-反应生成血红色配合物:
Fe2++H2O2=Fe3++H2O
Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n(n=1~6)
结论
由于电极电势 I2不能将Fe2+氧化成为Fe3+,生成配合物改变了电极电势, 因此I2可以将Fe(II)的氰配合物氧化成Fe(II)配合物;H2O2能将Fe2+氧化成Fe3+。
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
2CoO(OH)+6HCl=2CoCl2+Cl2+4H2O
2NiO(OH)Hale Waihona Puke Baidu6HCl=2NiCl2+Cl2+4H2O
第一过渡系元素(二)
河南师范大学 化学实验教学中心
主 ห้องสมุดไป่ตู้ 内 容
实验目的 实验内容 思考题
实 验 目 的
试验并掌握二价铁、钴、镍的还原 性和三价铁、钴、镍的氧化性。 试验并掌握铁、钴、镍配合物的生 成及性质。
实 验 内 容
1、铁(II)、钴(II)、镍(II)化合物的还原性 、 、 、 化合物的还原性 (1)铁的还原性 ) a. a.2Fe2++Br2=2Fe3++2 Br – 溴水褪色
[Fe(CN)6]3- +Fe2+ + K+ = KFe[Fe(CN)6] 赤血盐 滕士蓝
实 验 内 容
- b、[Fe(CN)6]3- +I- ≠ [Fe(CN)6]4- +I2 、 + Fe3+ +I- = Fe2+ +I2 - [Fe(CN)6]4- +I2 = [Fe(CN)6]3- +I- + Fe2+ +I2 ≠Fe3+ +I-
c、Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n (n=1~6)血红色 、 血红色
实 验 内 容
(2)钴的配合物: )钴的配合物: a、Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2、 在水中易解离,溶于丙酮或戌醇,在有机溶剂中较稳定。 在水中易解离,溶于丙酮或戌醇,在有机溶剂中较稳定。 b、Co2++ Cl -+ NH3H2O = Co(OH)Cl↓+ NH4+ 、 ↓+ Co(OH)Cl↓+ 6 NH3 = [Co(NH3)6]2+紫色 + OH- +Cl↓+ 4[Co(NH3)6]2+ + O2 + 2H2O = 4[Co(NH3)6]3+ 棕色 4OH棕色+ 不稳定, 不稳定,易被氧化
《无机化学实验》课程教学大纲
《无机化学实验》课程教学大纲
课程名称:无机化学实验
课程代码:
英文名称:Inorganic Chemistry Experiments
课程总学时:82
学分:3
课程类别:专业必修课
适用专业:化学(师范,现代分析测试技术)
一、课程简介:
无机化学实验是化学(师范类)本科专业第一门必修实验课,通过实验使学生加深对无机化学基本概念的认识和理解,掌握常见元素的重要单质和化合物的典型性质,熟悉实验室中某些无机物质的一般制备方法和某些常数的测定方法。通过实验使学生学会常规的基本的操作技能、实验技术、培养分析问题解决问题的能力,养成严谨的实事求是的科学态度,树立勇于开拓的创新意识,通过实验培养学生独立工作独立思考的能力,培养细致地观察和记录现象,会归纳综合,正确地处理数据,和分析实验,用语言表达实验结果的能力。
二、课程内容与基本要求:
本课程的基本要求:
1、通过本课程的学习,加深对化学基本原理和基础知识的理解和掌握,掌握无机化学实验的基本操作技术,近一步熟悉元素及其化合物的重要性质和反应,掌握一般无机化合物的制备和分离,并能初步学会设计实验。
2.必须掌握的基本操作有:玻璃仪器的洗涤;试剂的取用;试管反应操作;沉淀的分离和洗涤;离心机的使用;试纸的选择和使用,常压、减压过滤操作;蒸发浓缩;结晶和干燥;滴定等操作。初步学会干燥箱、pH计、电导仪、分光光度计等仪器的正确使用。
3.培养严谨求实的科学态度,养成细致的观察和正确记录实验现象的习惯,达到正确归纳综合处理数据和分析实验结果的能力和作图方法。
4.培养科学思维方法和训练科研能力,养成实事求是的科学态度和严谨细致的工作作风和良好的实验习惯,初步具备独立思考和进行实验的能力。
实验二十四-第一过渡系元素(二)-铁钴镍
♦(三) Fe Co Ni的配合物
• 铁的配合物
(1)往盛有1mL六氰合铁(Ⅱ)酸钾溶液的试管中 加入约0.5mL碘水,摇动试管后,滴入数滴硫 酸亚铁铵溶液,观察现象。此为Fe2+的鉴定反 应。
2[Fe(CN)6]3-+3Fe2+=Fe3[Fe(CN)6]2
(2)向盛有1mL新制(NH4)2Fe(SO4)2溶 液中加入碘水,摇动试管,将溶液分成 两份,各滴入数滴硫氰酸钾溶液,然后 向其中一支试管中加入约0.5mL 3% H2O2 溶液,观察现象。此为鉴定Fe3+的反应。
二、实验原理
1.铁系元素的氧化还原性
•
♦在酸性介质中, Fe3+、Co3+、Ni3+均有
氧化性,其递变规律是逐渐增强;
•
♦在碱性介质中,M(II)的还原性大于在
酸性介质中M(II)的还原性(M代表Fe、Co、Ni),
其递变规律是逐渐减弱;
• 2.铁系元素的配合物
•
♦重要的配合物有氨配合物.硫氰配合物
实验二十四 第一过渡系元素(二) ------铁、钴、镍
一、实验目的
1、掌握Fe(II)、Co(II) 、Ni(II)化合物的还 原性和Fe(III)、Co(III) 、Ni(III)化合物的氧化 性及其变化规律;
无机化学实验报告:第一过渡元素(二)(Fe、Co、Ni)
【学习目标】 认知目标:试验并掌握二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性。 技能目标:三价铁、钴、镍配合物的生成及性质。
思想目标:培养学生仔细认真、尊重实验事实的良好习惯。 【教学安排】 一 课时安排:3 课时 二 实验要点:1、铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)的化合物的还原性;
Eφ=0.535 V
Eφ=0.771 V Fe3+的鉴定反应
Eφ=0.358 V
FeCl3 + K4[Fe(CN)6]
蓝↓(铁蓝)
FeCl3 + 浓氨水至过量
红棕色↓
CoCl2 + KSCN固体 → 戊醇 乙醚
钴
鉴定Co2+
固体周围呈蓝色
Co2++4SCN - = Co(SCN)42 - ( 水 中 分 解 呈 红 色 )
2、铁(Ⅲ)、钴(Ⅲ)、镍(Ⅲ)的化合物的氧化性; 3、配合物的生成 【重点、难点】 铁、钴、镍的性质及配合物的生成 【教学方法】 实验指导、演示、启发
【实验指导】 一、铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)的化合物的还原性;
步骤及操作
现象
解释及方程式
1、铁(Ⅱ)的还原性 (1)酸性介质 0.5mLCl2水+3d 6 mol·L-1 H2SO4→ (NH4)2Fe(SO4)2→KSCN
无机化学实验第四版实验24 铁钴镍
实验24 铁钴镍
一、实验目的
1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成与氧化还原性质;
2、试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。
二、实验内容(实验现象根据自己所观察到的为准)
三、实验讨论(从自己实验操作展开)
四、实验思考题与习题
1.实验步骤(2)要求整个实验不能带入空气到溶液中,为什么?
Fe(Ⅱ)易被氧化,如若带入了空气,可能不能观察到颜色的转化过程。
2、根据实验现象总结+2价的铁、钴、镍化合物的还原性与+3价的铁钴镍化合物氧化性的变化规律。
Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的氢氧化物都有还原性,其还原能力依Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的顺序减弱。
Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)在酸性介质中的氧化能力依Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的顺序增加。
3、比较钴镍氨配合物的氧化还原性相对大小及溶液稳定性。
钴盐与镍盐生成碱式盐溶于过量的氨水生成氨配合物,Co(Ⅱ)氨配合物易氧化转化成Co(Ⅲ)氨配合物。即镍盐更稳定。
4、为什么制取+3价的钴镍氢氧化物要用+2价为原料在碱性条件下进行氧化,而不+3价直接制取?
首先,作为最高价氧化值,Co3+、Ni3+氧化性比较不稳定,易变成其它价态,故不用采用+3价直接氧化得到。其次,而Co(OH)2、Ni(OH)2两性,在碱性条件下易被氧化成+3价氢氧化物。
5、如何分离混合液中的?Fe3+、Cr3+、Ni2+ ?
ﻩ
6.总结Fe(Ⅱ、Ⅲ)、Co(Ⅱ、Ⅲ)、Ni(Ⅱ、Ⅲ)主要化合物性质。
Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)具有强的还原性,都易形成配合物,且Co的配合物极易被氧化,它们的氢氧化物也易被氧化;Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)具有强的氧化性,也易生成配合物。
实验八---第一过渡系元素(铁、钴、镍)
实验八第一过渡系元素(二) (铁、钴、镍)
实验摘要:
为了了解铁、钴、镍的氧化还原性质和配合物特征,本实验用简单的方法完成了铁、钴、镍(Ⅱ、Ⅲ)氧化态的化合物的氧化还原及配合物实验。结果表明铁、钴、镍(Ⅱ)均具有一定的还原性,并且依次减弱,而其(Ⅲ)氧化态化合物具有一定氧化性,且依次增强;铁、钴、镍(Ⅱ、Ⅲ)氧化态离子具有较强的形成配合物的能力,且与氨、硫氰根等能形成具有特殊颜色的配合物。
关键词:
铁(Ⅱ) 钴(Ⅱ) 镍(Ⅱ) 还原性铁(Ⅲ) 钴(Ⅲ) 镍(Ⅲ) 氧化性配合物
实验用品:
试管离心试管碘化钾淀粉试纸
实验内容:
一.铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)化合物的还原性
二.铁(Ⅲ)、钴(Ⅲ)、镍(Ⅲ)化合物的氧化性
三.配合物的形成
1.铁的配合物
3.钴的配合物
4.镍的配合物
结果及讨论:
铁、钴、镍的氧化还原规律:二价氧化态均具有氧化性,其还原性依次减小,还原性受介质酸碱性影响,Fe2+无论在酸性介质还是碱性介质中均表现较强还原性,而Co2+、Ni 2+主要在碱性介质中表现还原性;Fe3+、Co3+、Ni 3+均具有一定的氧化性,其氧化性依次增强,Fe3+在酸性溶液中有中等氧化能力。
铁、钴、镍的配合物特征: Fe2+、Co2+、Ni 2+、Fe3+、Co3+、Ni 3+均具有较强的配位能力,主要形成四配位、六配位、八配位的配合物;不同配合物表现出特殊的颜色,配合物的电极电势降低,使得配合物氧化性低。
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实验25 第一过渡系元素(II)(铁,钴,镍)
一、实验目的与要求:
1.掌握二价铁,钴,镍的还原性和氧化性。
2.掌握铁,钴,镍配合物的生成及性质。
二、教学重点与难点:
掌握二价铁,钴,镍的还原性和氧化性;掌握铁,钴,镍配合物的生成及性质。
三、教学方法与手段:讲授法;演示法
四、教学课时: 4课时
五、课的类型:实验课
六、教学内容:
[实验内容]:
一、铁(II)、钴(II)、镍(II)的化合物的还原性
1、铁(II)的还原性
(1)酸性介质:
往盛有0.5ml氯水的试管中加入3滴6 mol.L-1H2SO4溶液,然后滴加(NH4)2Fe(SO4)2溶液,观察现象,写出反应式:
2Fe2+ + Cl2 === 2Fe3++ 2Cl-
Fe3++nSCN-====[Fe(SCN)n]3-n(血红色)
说明:Fe2+被氧化为Fe3+的现象不明显(淡绿色 黄棕色),可用KSCN检验Fe3+。亚铁盐一般用硫酸亚铁铵,它稳定,不易分解,为防万一还需要加硫酸。
(2)碱性介质:
在一试管中放入2ml蒸馏水和3滴6mol.L-1H2SO4溶液煮沸,以赶尽溶于其中的空气,然后溶于少量硫酸亚铁铵晶体。在另一试管中加入3ml 6mol.L-1NaOH溶液煮沸。冷却后,用一长滴管吸收NaOH溶液,插入(NH4)2Fe(SO4)2溶液到底部,慢慢挤出NaOH,观察产物颜色和状态。
Fe2++2OH- ====Fe(OH)2(为纯白色沉淀)
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3 (红褐色)
说明:为了得到纯净的白色氢氧化亚铁沉淀,将溶液加热以赶净溶解在其中的氧气。放置一段时间白色沉淀变为灰绿色,至实验结束也没有变为红褐色。【现象:沉淀由白变成灰绿色再变成红棕色】
2、钴(II)的还原性
(1)、往盛有CoCl2溶液的试管中加入氯水,观察有何变化两者不反应.
2Co2++Cl2+2H+ 不反应
说明:在酸性溶液中,Co2+比较稳定,不易被氧化。
(2)、在盛有1ml CoCl2溶液的试管中滴入稀NaOH溶液(注:),观察沉淀的生成。所得沉淀分成两份,一份置于空气中,一份加入新配置的氯水,观察有何变化,第二份留作下面实验用。
①、Co2+ +2OH- ====Co(OH)2↓(粉红色)
②、4Co(OH)2+O2+2H2O====4Co(OH)3↓(棕色)(反应慢)
③、2Co(OH)2+Cl2+2NaOH====2Co(OH)3↓(棕色)+2NaCl (反应快)
说明:①中刚开始生成蓝紫色的沉淀,摇荡后变为粉红色沉淀。蓝紫色的沉淀可能是因为Co2+结合的水分子少而引起的。
3、镍(II)的还原性
用NiSO4溶液按2(1),(2)实验方法操作,观察现象,第二份沉淀留作下面实验用。
2Ni2++Cl2+2H+ 不反应
Ni2++2OH- ====Ni(OH)2↓(绿色)
Ni(OH)2+O2+H2O 不反应
2Ni(OH)2+Cl2+2NaOH====2Ni(OH)3↓(黑色)+2NaCl (反应慢)
说明:Ni2+比较稳定,不易被氧化,在碱性溶液中也不能被空气中的氧气氧化,只有用强氧化剂Cl2才能使之氧化。
二、铁(III)、钴(III)、镍(III)的化合物的氧化性
(1) 、在前面实验中保留下来的Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni(OH)3沉淀中均加入浓盐酸,振荡后各有何变化,并用碘化钾淀粉试纸检验所放出的气体。
Fe(OH)3 + 3HCl === FeCl3 + 3H2O
2Co(OH)3 + 6HCl(浓) === 2CoCl2 + 6H2O + Cl2↑
2Ni(OH)3 + 6HCl(浓)=== 2NiCl2 + 6H2O + Cl2↑
说明:Co(III)、Ni(III)具有强氧化性,氧化Cl放出Cl2,能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,再变为无色。
(2)、在上述制得的FeCl3溶液中加入KI溶液,再加入CCl4振荡后观察现象,写出反应方程式。
2Fe3+ +2I- ====2Fe2+ +I2 (CCl4)
说明:在介电常数较大的溶剂中,如不饱和烃、二氧化硫(液态)、醇等,碘呈现棕色或棕红色;而在介电常数较小的溶剂中,如四氯化碳、二硫化碳等,则呈紫色。碘溶液颜色的不同是由于碘在极性溶剂中形成溶剂化物,而在非极性或极性较低的溶剂内,碘不发生溶剂化作用,溶解的碘以分子状态存在,故溶液的颜色与碘蒸气相同。
三、配合物的生成
1、铁的配合物
(1)、往盛有1毫升亚铁氰化钾溶液的试管中加入约0.5毫升的碘水振荡后,滴入数滴硫酸亚铁铵溶液,观察现象。此为Fe2+的鉴定反应。
2[Fe(CN)6]4-+I2=====2[Fe(CN)6]3-+2I2
2[Fe(CN)6]3-+3Fe2+ ===Fe3[Fe(CN)6]2(滕氏蓝)
说明:由于配合物的生成,降低了Fe(II)的电极电势,使I2能氧化Fe(II)生成Fe(III):I2+2e =====2I- Eө =0.5355V
[Fe(CN)6]3-+e ====[Fe(CN)6]4-Eө =0.358V
Fe3+ +e ====Fe2+Eө =0.771V
(2)、向盛有1毫升新制(NH4)2Fe(SO4)2溶液的使馆中加入碘水,振荡试管后,将溶液分为两份,各滴入数滴硫氰酸钾溶液,然后向其中一支试管中注入约0.5毫升3%H2O2溶液,观察现象,此为Fe3+的鉴定反应。
Fe2++I2不反应
2Fe2++H2O2+2H+ =====2Fe3++2H2O