d区元素化合物的性质铁钴镍【精选】

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有关“d区元素性质实验”思考题的解答

有关“d区元素性质实验”思考题的解答有关“d区元素性质实验”思考题的解答与P区元素性质实验相比较，学生对d区元素性质实验问题的回答，多感觉有一些把握不准。

这是因为大家对这些化合物接触及了解的都少，且其不遵守所谓“规律性”的现象也较多的缘故。

因而，这部分内容也是一个学习上的难点。

一、“铬、锰、铁、钴、镍实验”思考题1.试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。

在低价的Cr(OH)3、Mn(OH)2、Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2中，只有Cr(OH)3有显著的两性，其余都表现为碱性（只与酸反应，而不与NaOH反应）。

比较他们的还原性，其中Fe(OH)2和Mn(OH)2的还原性最强（能被空气中的氧气氧化）。

对高价的H2CrO4、HMnO4、Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni2O3·H2O来说，前两个H2CrO4和HMnO4表现为酸性，后3个通常表现为碱性。

这些高价的化合物都有氧化性，但其中Fe(OH)3的氧化性最弱、H2CrO4、HMnO4次之（已相当强）、Co(OH)3、Ni2O3·H2O 的氧化性最强。

2. 在Co(OH)3中加入浓HCl，有时会生成蓝色溶液，加水稀释后变为粉红色，试解释之。

Co(OH)3与浓HCl的反应并不只是一个简单的酸碱反应。

由于Co3 有强氧化性，能被Cl-离子还原成Co2 ，而Co2 离子又以配离子[CoCl6]4-的形式在溶液中存在。

所以反应方程式为：2Co(OH)3 6H14Cl- = 2[CoCl6]4- Cl2 6H2O。

其中的配离子[CoCl6]4-为蓝色。

由于配离子[CoCl6]4-并不稳定，加水稀释使溶液中Cl-离子浓度降低时，又有[Co(H2O)6]2 配离子（粉红色）生成。

反应为，[CoCl6]4-6H2O = [Co(H2O)6]2 6Cl-。

这就是溶液又变成粉红色的原因。

3. 在K2Cr2O7溶液中分别加入Pb(NO3)2和AgNO3溶液会发生什么反应？由于Cr2O72-在水溶液中实际存在有下述平衡，Cr2O72- H2O = 2 CrO42- 2H 。

d区元素的应用原理

D区元素的应用原理1. 什么是D区元素D区元素是指周期表中的第三行（即d区）的元素，也被称为过渡元素。

这些元素具有一些特殊的性质，使其在许多领域中具有广泛的应用。

2. D区元素的特性D区元素有以下几个特性：•较高的熔点和沸点：D区元素通常具有较高的熔点和沸点，这是由于它们之间的金属键相对较强导致的。

•多种氧化态：D区元素可以形成多种不同的氧化态，这是由于其外层d电子的不稳定性决定的。

例如，铁可以形成+2和+3的氧化态，铜可以形成+1和+2的氧化态。

•良好的催化作用：D区元素常常具有良好的催化作用，能够加速化学反应的速度。

这是由于其d电子可以提供额外的反应中心。

•磁性：D区元素通常具有磁性，这是由于其d电子的自旋和轨道角动量相互作用导致的。

铁、镍和钴是常见的具有磁性的D区元素。

3. D区元素的应用D区元素由于其特殊的性质，被广泛应用于各个领域。

以下是D区元素在不同领域中的主要应用：3.1 冶金工业•钢铁生产：铁是冶金工业中最重要的D区元素，它被用于制造钢铁。

由于铁具有较高的熔点和良好的硬度，使得钢铁在建筑、交通、机械等领域得到广泛应用。

•合金制备：D区元素常常与其他金属元素形成合金，以改善金属的性能。

例如，铜和锌形成的黄铜具有良好的可加工性和耐腐蚀性。

3.2 化学催化剂D区元素在化学催化剂中具有广泛应用。

催化剂是能够加速化学反应速率但不参与反应的物质。

以下是几个常见的D区元素催化剂及其应用场景：•铁催化剂：在氨基酸合成、氨合成等反应中广泛应用。

•钯催化剂：用于氢化反应、烯烃的部分氢化等。

•铂催化剂：在有机合成反应中具有广泛应用，如氢化、氧化、加成等。

3.3 电子行业•电池制造：D区元素的氧化态变化使其非常适合作为电池的正负极材料。

例如，锂作为锂离子电池的正极材料，具有高储能密度和较长的循环寿命。

•电子器件制造：D区元素在半导体领域中具有重要应用。

例如，硅是最常用的半导体材料之一，它具有稳定的半导体性能，在电子芯片和光电器件制造中得到广泛应用。

实验十、d区元素(铬,锰,铁,钴,镍)化合物的性质与应用

MnO易发生歧化反应： 3MnO42-+2H2O===2MnO4-+MnO2+4OHK2MnO4可被强氧化剂（如Cl2）氧化为 KMnO4 . MnO4-具强氧化性，它的还原产物与溶液的酸碱性有关。在酸性，中性或碱性介质中，分别被还原为Mn2+, MnO2和MnO42- .
实验十、
d区元素（铬，锰，铁，钴，镍）化合物的性质与应用
一、实验目的
1．熟悉d区元素主要氢氧化物的酸碱性及氧化还原性 2．掌握d区元素主要化合物的氧化还原性。 3．掌握Fe，Co，Ni配合物的生成何性质及其在离子鉴定中的应用。 4．掌握Cr，Mn，Fe，Co，Ni混合离子的分离及鉴定方法。
3. Fe、Co、 Ni重要化合物的性质
Fe(OH)2(白色)和Co(OH)2(粉色)除具有碱性外，均具有还原性，易被空气中O2所氧化。 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 4Co(OH)2+O2+2H2O===4Co(OH)3 Co(OH)3(褐色)和Ni(OH)3(黑色)具强氧化性，可将盐酸中的 Cl-离子氧化成Cl2 . 2M(OH)3+6HCl(浓)===2MCl2+Cl2+6H2O (M为Ni， Co) 铁系元素是很好的配合物的形成体，能形成多种配合物，常见的有氨的配合物，Fe2+, Co2+, Ni2+离子与NH3 能形成配离子，它们的稳定性依次递增。
2Ba2++Cr2O72-+H2O===2BaCrO4(柠橙黄色)+2H 4Ag++Cr2O72-+H2O===2Ag2CrO4(砖红色)+2H+ 2Pb2++Cr2O72-+H2O===2PbCrO4(铬黄色)+2H+ 这些难溶盐可以溶于强酸（为什么？）在酸性条件下，Cr2O72-具有强氧化性，可氧化乙醇，反应式如下： 2Cr2O72-(橙色)+3C2H5OH+16H+===4Cr3+(绿色)+3CH3COOH+11H2O 根据颜色变化，可定性检查人呼出的气体和血液中是否含有酒精，可判断是否酒后驾车或酒精中毒。

铁钴镍配合物

第二十三章 d 区元素（一）第四周期 d 区元素23-8铁钴镍•第V I I I B族元素在周期系中是特殊的一族，它包括4、5、6三个周期的九个元素：铁、钴、镍、钌，铑、钯、锇、铱、铂。

•23-8-1铁系元素的基本性质•V I I I B族在周期系中位置的特殊性是与它们之间性质的类似和递变关系相联系的。

在九个元素中，显然也存在通常的垂直相似性，如F e、R u 和O s，但是水平相似性如F e、C o和N i更为突出些。

因比为了便于研究，通常称F e、C o、N i三个元素为铁系元素，并在一起叙述和比较，其余六个元素则称为铂系元素。

•铁、钴、镍三个元素的最外层都有两个电子，仅次外层d电子分别为6、7、8（钯除外，为4d10），而且原于半径也很相近，所以它们的性质很相似。

一般条件下铁只表现+2和+3氧化态，在极强的氧化剂存在条件下，铁还可以表现不稳定的+6氧化态(高铁酸盐)。

•钴在通常条件下表现为+2，在强氧化剂存在时则显+3氧化态，镍则经常表现为+2氧化态。

这反映出第一过渡系元素发展到V I I I B族时，由于3d轨道已超过半充满状态，全部价电子参加成键的趋势大大降低，除d电子最少的铁可以出现不稳定的较高氧化态外，d电子较多的钴都不显高氧化态。

它们的原子半径、离子半径、电离势等性质基本上随原子序数增加而有规则的变化。

镍的原子量经钴小，这是因为镍的同位素中质量数小的一种占的比例大。

•铁、钴、镍单质都是具有白色光泽的金属。

铁、钴略带灰色，而镍为银白色。

它们的密度都较大，熔点也较高。

钴比较硬而脆，铁和镍却有很好的延展件。

此外，它们都表现有铁磁性，所以钴、镍、铁合金是很好的磁性材料。

•就化学性质来说，铁、钴、镍都是中等活泼的金属，这可由它们的电极电势看出。

在没有水汽存在时，常温下它们与氧、硫、氯等非金属单质不起显著作用，但在高温，它们将与上述非金属单质和水蒸气发生剧烈反应，如：• 3F e +2O 2===F e 3O 4• F e +S ===F e S• 2F e +3C 12===2F e C l 3• 3F e +C ===F e 3C• 3F e +4H 2O ===F e 3O 4+4H 2• 常温时，铁和铝、铬—样，与浓硝酸不起作用，这是因为在铁的表面生成一层保护膜使铁“钝化”，因此贮运浓硝酸的容器和管道也可用铁制品。

整理铁、钴、镍的性质

整理铁、钴、镍的性质-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN实验六铁、钴、镍的性质一、实验目的1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质；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、实验原理铁、钴、镍常见氧化值：＋2和＋3 另外 Fe 还有+6 1、Fe 2+、Co 2+、Ni 2+的还原性（1）酸性介质Cl 2 + 2Fe 2+（浅绿）＝2Fe 3+（浅黄）+2Cl -（2）碱性介质铁（II ）、钴（II ）、镍（II ）的盐溶液中加入碱，均能得到相应的氢氧化物。

Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，往往得不到白色的氢氧化亚铁，而是变成灰绿色，最后成为红棕色的氢氧化铁。

Co （OH ）2也能被空气中的氧气慢慢氧化。

2、Fe 3+、Co 3+、Ni 3+的氧化性由于Co 3+和Ni 3+都具有强氧化性，Co(OH)3，NiO(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II)和Ni(II)，并放出氯气。

CoO(OH)和NiO(OH ）通常由Co （II ）和Ni(II)的盐在碱性条件下用强氧化剂（Cl 2、Br 2）氧化得到。

Fe 3+易发生水解反应。

Fe 3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe 2+。

白色粉红绿色黑色Co(OH)2Co(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3还原性增强氧化性增强Ni （OH ）2Ni （OH ）33、配合物的生成和Fe 2+、Fe 3+、Co 2+、Ni 2+的鉴定方法（1）氨配合物Fe 2+和Fe 3+难以形成稳定的氨配合物。

在水溶液中加入氨时形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀。

将过量的氨水加入Co 2+或Ni 2+离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子[Co(NH 3)6]2+或[Ni(NH 3)6]2+。

不过[Co(NH 3)6]2+ 不稳定，易氧化成[Co(NH 3)6]3+。

（2）氰配合物Fe 3+，Co 3+，Fe 2+，Co 2+，Ni 2+都能与CN -形成配合物。

d区金属元素铬、锰、铁、钴、镍一、实验目的

d区金属元素铬、锰、铁、钴、镍一、实验目的d区金属元素(铬、锰、铁、钴、镍)一、实验目的1. 试验并掌握铬、锰主要氧化态化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件。

2. 试验并掌握二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性。

3. 试验并掌握铁、钴、镍的配合物的生成及性质。

二、实验原理位于周期表中第四周期的Sc~Ni称为第一过渡系元素，第一过渡系元素铬、锰、铁、钴、镍是最常见的重要元素。

铬为周期表中ⅥB族元素，最常见的是+3和+6氧化态的化合物。

+3价铬盐容易水解，其氢氧化物呈两性，碱性溶液中的+3价氧化态铬以CrO2－形式存在，易被强氧化剂如Na2O2或H2O2氧化为黄色的铬酸盐。

2 CrO2－ +3 H2O2 + 2 OH－CrO42－ +4 H2O常见+6价氧化态的铬化合物是铬酸盐和重铬酸盐，它们的水溶液中存在着下列平衡：2 CrO42－ + 2 H+Cr2O72－ + H2O除了加酸、加碱条件下可使上述平衡发生移动外，向Cr2O72－溶液中加入Ba2+、Ag+、Pb2+离子时，根据平衡移动规则，可得到铬酸盐沉淀。

2 Ba2+ + Cr2O72－+ H2O BaCrO4↓(柠橙黄色) + 2 H+4 Ag+ + Cr2O72－+ H2O Ag2CrO4↓(砖红色) + 2 H+2 Pb2+ + Cr2O72－+ H2O PbCrO4↓(铬黄色) + 2 H+重铬酸盐是强氧化剂，易被还原成+3价铬(Cr3+溶液为绿色或蓝色)。

锰为周期表ⅦB族元素，最常见的是+2、+4、+7氧化态的化合物。

+2价态锰化合物在碱性介质中形成Mn(OH)2。

Mn(OH)2为白色碱性氢氧化物，溶于酸及酸性盐溶液中，在空气中易被氧化，逐渐变成棕色MnO2的水合物[MnO(OH)2]。

4 Mn(OH)2 + O MnO(OH)2(褐色) + 2 H2O+2价态锰化合物在酸性介质中比较稳定，与强氧化剂（如NaBiO3、PbO2、S2O82－等）作用时，可生成紫红色MnO4－离子，这个反应常用来鉴别Mn2+。

化学竞赛元素部分——d区

Na2Cr2O7 + KCl ＝ K2Cr2O7 + NaCl （重铬酸钾的溶解度随温度变化显著）性质有毒
H2Cr2O4酸性强：K1=4.1，K2＝10-5，不易形成多酸
有强氧化性－－测定铁、洗液、与乙醇反应（检验是否酒后驾车） H2O2与重铬酸盐反应(用乙醚萃取)生成蓝色的CrO5，可以鉴定Cr(VI)：
有多种优异性质
密度： 4.54g·cm-3，比钢轻 43% 强度大：合金抗拉强度达180
kg·mm-2，适应温度宽
耐腐蚀 (不怕酸、碱、海水)
用途广泛：飞机；潜艇材料, 可增加深度 80% 达 4500 m 以下； Ni-Ti记忆合金；亲生物金属，可做人造关节等。
5
F22
6
单质的反应
铬铅矿磷铬铅矿
Cr、Mo的价电子构型为(n-1)d5ns1，W的价电子构型为
5d46s2，它们中的6个电子都可以参加成键。按Cr、Mo、W
的顺序最高氧化态的稳定性增强，低氧化态的稳定性减弱。
25
钼钨
白钨矿钨铁矿
辉钼矿
黑钨矿
26
铬 (chromium)
制备方法
Fe(CrO2)2(s)
1000 ~ 1300 ℃ 空气 ①
性质强氧化性不稳定
CrO3 + H2CrO4
<30℃
2 Cr2(SO4)3 + 3 O2 + 6 H2O
>470℃ CrO3 → Cr3O8 →
Cr2O5 → CrO2 → Cr2O3
酸性氧化物
CrO3 + 2H2O → H2CrO4
33
Cr(III)化合物
铬绿 ( Cr2O3 )

《工程化学》d区ds区元素的基本性质及分析实验

《工程化学》d区ds区元素的基本性质及分析实验一、实验目的掌握铬、锰主要氧化态间的转化反应及其条件；掌握铬、锰、铁、钴、镍的配合物和硫化物的生成与性质。

掌握铜、银、锌、镉、汞几种金属元素氧化物和氢氧化物的性质；掌握铜、银、锌、镉、汞的配合物生成与性质。

二、实验原理第四周期d区元素主要有钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）几种金属元素，它们都能形成多种氧化值的化各物。

Cr3+和Fe3+都易水解，Fe3+有一定氧化性，而Cr3+和Mn2+在酸性溶液有较弱的还原性。

强氧化剂能将它们氧化为Cr2O72-和MnO4-。

在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-可被H2O2氧化为CrO42-。

CrO42-在酸性溶液中转变为Cr2O72-。

重铬酸盐溶解度较铬酸盐大，因此，它们与Ag+、Pb+、Ba2+等离子在一起时，常生成铬酸盐沉淀。

Cr2O72-和MnO4-都具强氧化性，Cr2O72-在酸性溶液中被还原为Cr3+。

MnO4-在酸性、中性、强碱性溶液中，还原产物分别为Mn2+、MnO2和MnO42-。

MnO2和MnO4-在碱性环境下反应，也能得MnO4-。

而在酸性及近中性溶液中，MnO42易歧化为MnO2和MnO4-。

铬、锰、铁、钴、镍都易形成多种配合物。

当Co2+和Ni2+分别与过量氨水反应后得[Co(NH3)6]2+和[Ni(NH3)5]2+。

[Co(NH3)6]2+易被空气中O2氧化成[Co(NH3)6]3+。

Fe2+与[Fe(CN)6]3-反应，或Fe3+与[Fe(CN)6]4-反应，都生成蓝色沉淀配合物。

Fe3+与SCN-在酸性溶液中，反应得红色的多级配合物。

Co2+也能与SCN-反应得[Co(SCN)4]2-，该配离子易溶于有机溶剂中呈现蓝色。

ds区元素，包括铜（Cu）、银（Ag）、金（Au）、锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）几种金属元素。

其中，铜在化合物中，常见氧化数为+2和+1。

d区元素化合物的性质(铁、钴、镍)(精)

淡绿色NiCO3
0.1mol/L FeCl3、 0.1mol/LCoCl2 0.1mol/LNiSO4
NaCO3又为碱，判断沉淀是碳酸盐还是氢氧化物沉淀？（离心-沉淀-洗涤加HCl）
实验结果
铁盐的氧化还原性
酸性介质、加入 0.01mol/LKMnO4溶液
0.1mol/l 液
Fe2+溶
紫色消失、黄色溶液
（Fe3+、Mn2+）
饱和H2S水溶液
0.1mol/l Fe3+溶液
浅黄、浑浊
离心，取上清液，滴加 0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
KFe[Fe(CN)6]
实验结果
铁的配合物
Fe2+溶液（Fe3+溶液替代Fe2+）
0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液
Fe3+：棕色溶液 Fe[Fe(CN)6] Fe2+：滕氏蓝沉淀KFe[Fe(CN)6]
0.1mol/L NiSO4
Ni(OH)3
墨绿色沉淀
浓HCl, 检验气体
观察, 离心、洗涤
黄绿色溶液、有Cl2
[Co(H2O)Cl4]2-蓝色，加水稀释后变[Co(H2O)6]2+粉红色
实验结果
Fe3+、Co2+、Ni2+与碳酸钠的反应
分别与0.1mol/L Na2CO3溶液反应
Fe(OH)3+CO2 紫红色CoCO3
现象
实验步骤
Fe3+、Co2+、Ni2+与碳酸钠的反应
分别与0.1mol/L Na2CO3溶液反应
观察现象？
0.1mol/L FeCl3、 0.1mol/LCoCl2 0.1mol/LNiSO4

d区元素

（1）同周期元素的活泼性从左至右降低（2）第二、三过渡系金属单质活泼性降低， Zr、Hf 仅能溶于王水，Ru、 Rh、 Os、Ir不溶于王水，与其有较大的电离能、升华焓有关，有些还易形成致密的氧化膜
（3）与B、C、N形成间充式化合物，m.p.比纯金属还高，TiC、 WC、TiN、TiB 的 m.p. > 3000℃，硬度都接近于金刚石
ZnS (硫化锌) ZnS (BaSO4) (锌钡白) CdS/CdSe (镉红)
铬酸盐
白色
红色
Pb(Cr, Mo, S)O4 (钼红)
黄色
CdS (镉黄)
PbCrO4或Pb(Cr, S)O4 (铬黄) ZnCrO4 (铬酸锌)
绿色
Cr2O3 铬绿 (氧化铬绿) (铅铬黄+铁蓝) (Co, Ni, Zn)2O4 (尖晶石绿)
许多国家都在颁布相应的法律限制使用含有危害人体健康和环境的重金属元素（如 Cd、Cr、Hg、Mo等）的颜料，因此，发展新型、无毒的无机颜料材料已迫在眉睫。已有人将 γ– Ce2S3 掺杂着碱金属作为红色和黄色颜料. 它们可用于染色制衣工业和塑料工业，从而替代了CdSe1-xSx材料。
(1 ) 颜色的互补 (2 ) 无机化合物生色机理— 产生能量较低的激发态
水可以部分地被氯离子所置换，形成不同的水合异构体，并呈现不同的颜色：
[Cr(III)(H2O)6] Cl3
紫色淡绿色
[Cr(III)Cl(H2O)5]Cl2· H2O
[Cr(III)Cl2(H2O)4]Cl· 2H2O
暗绿色
实验室见到的三价铬离子溶液常为淡绿色，就是因为部分内界H2O被溶液中的氯离子所置换的缘故。
第一电离能
总趋势: 同周期左→右小→大同副族不规律

d区元素重要化合物的性质终版

无机化学实验d区元素重要化合物的性质主讲人：邱丽娟实验目的1. 掌握铬主要化合物的性质及Cr3+的鉴定反应2. 掌握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递变规律3. 掌握Fe、Co、Ni的主要配位化合物的性质及其在定性分析中的应用1. 铬的化合物2. Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)化合物的还原性3. Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)化合物的氧化性4. 铁、钴、镍的配合物1. 铬的化合物2. Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)化合物的还原性3. Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)化合物的氧化性4. 铁、钴、镍的配合物（1）Cr(OH)3的生成和性质（ⅰ）制备少量的Cr(OH)3，观察沉淀的颜色，并用实验证明Cr(OH)3的两性。

写出离子反应方程式。

（ⅱ）用实验证明[Cr(OH)4]-加热易完全水解的事实。

观察现象，写出离子反应方程式。

2[Cr(OH)4]- + (x -3)H 2O Cr 2O 3·x H 2O↓+ 2OH -(生成灰绿色沉淀)Cr 3+ + 3OH - Cr(OH)3↓ (生成灰绿色沉淀)Cr(OH)3 + OH - [Cr(OH)4]- (沉淀溶解，溶液呈亮绿色)Cr(OH)3 + 3H + Cr 3+ + 3H 2O （沉淀溶解，溶液呈深蓝色）（2）Cr(Ⅲ)的还原性和Cr3+的鉴定自制少量的[Cr(OH)4]-溶液，然后加入几滴 3%H2O2溶液，微热，观察溶液颜色的变化。

写出离子反应方程式。

2[Cr(OH)4]- + 2OH- + 3H2O2 2CrO42-+ 8H2O (溶液由亮绿色变为黄色)Cr3+的鉴定：在点滴板上滴加一滴上述溶液，加入1滴稀HOAc,再加入1滴Pb(NO3)2溶液,观察黄色沉淀的产生。

CrO42- + Pb2+ PbCrO4↓(生成黄色沉淀)（3）CrO 42-和Cr 2O 72-在水溶液中的平衡和相互转化选用合适的试剂，使Cr 2O 72-先转变成CrO 42- ,再转变回Cr 2O 72- 。

铁、钴、镍性质和检验

五、镍的检验
向含有Ni2+的溶液中加丁二酮肟，有鲜红色的螯合物生成，该反映是鉴定Ni2+的特征反映
/v_show/id_XMjk5MT Q0NDMy.html 视频 05:48 ~ 06:24
铁、铬、镍
小组成员：余伟宜、张绮雯、何婉莹、罗秀萍、庄维兹、甄一鑫、区晓航
铁
1、铁单质
单质铁具有银白色的金属光泽,延展性, 导电性和导热性良好.在常温和无水的情况下,纯的块状单质铁时稳定的,在潮湿的空气中时,铁易被锈蚀,生成水合氧化铁Fe2O3· XH2O(俗称铁锈)。水合氧化铁结构疏松，容易剥脱，不能形成有效的保护层，使锈蚀继续向内层扩展。铁与浓硫酸，浓硝酸等氧化性强酸作用时，表面可被钝化。
Fe2O3有α和γ两种结构, α型是顺磁性的, γ型是逆磁性的.自然界中存在的赤铁矿是γ型的。 Fe2O3常用作红色颜料，涂料，媒染剂，磨光剂，以及作为一些化学反应的催化剂等。
2.Fe(Ⅲ)盐
FeCl3属于共价型化合物，在印刷制版业，FeCl3用于腐蚀铜板。此外，FeCl3能使蛋白质迅速凝聚，在医药上作外用止血剂等。
向Fe2+中加入碱，可生成白色的Fe(OH)2胶状沉淀。 Fe(OH)2还具有强还原性，可迅速被空气中的O2氧化，变成红棕色的水;形成配合物的倾向很高，常见配位数位6。重要的配合物有六氰合铁（Ⅱ）酸钾K4[Fe(CN)6](俗称黄血盐)
黄血盐
3、铁（Ⅲ） 1. Fe2O3
铁单质
Fe2O3· XH2O
2、铁（Ⅱ）
亚铁盐时最重要的铁（Ⅱ)的化合物。铁（Ⅱ)盐的主要性质如下：
1.还原性
铁（Ⅱ)盐的固体或溶液易被空气中的氧氧化。例如，绿矾在空气中可逐渐失去部分结晶水，同时晶体表面有黄褐色碱性硫酸铁（Ⅲ）生成。

第十四章 d区元素(一) 铬锰铁钴镍

第十四章d区元素（一）铬锰铁钴镍第一节d区元素通论（p290）一、原子的电子层结构和原子半径ⅢB～ⅠB，d区和ds区，价电子构型：（n-1）d1-10ns1-2，见p111面原子的电子层结构。

同一过渡系元素，随着原子序数的增加，原子半径依次减小，但从第5族开始变得缓慢。

见p292面图14-2。

二、氧化态ns和(n-1)d能量相差不大，d电子也能部分参与成键，形成多种可变氧化态。

见p293面。

三、单质的物理性质ⅡB族：Zn、Cd、Hg，低熔点金属，其余m.p.、b.p.、密度、硬度都较高。

见p293面。

许多过渡元素的单质及其化合物呈现顺磁性（顺磁，定义为左旋物质体系，S极向上）。

四、单质的化学性质活泼性差别很大。

第一过渡系元素都是比较活泼的金属，从左至右，金属性逐渐减弱。

与第一过渡系元素相比，第二、三过渡系元素较不活泼，即同族元素自上而下，金属活泼性逐渐减弱。

五、氧化物及其水合物的酸碱性d区元素高氧化态的氧化物是酸性氧化物，相应的水合物为酸。

低价态的氧化物为碱性氧化物，其相应的水合物为碱。

同一过渡系的氧化物及其水合物的碱性，从左至右逐渐减弱，高氧化态时表现为从碱到酸。

在同一族中各元素自上而下，氧化态相同时酸性减弱而碱性增强。

见p295面表14-4。

六、配合物形成体易生成配位化合物（有空轨道，半径小，对配位体有较强吸引力）。

七、水合离子的颜色Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+，（n-1）d10ns0构型，无未成对电子，水合离子无色。

见p296面表14-5。

八、催化性催化性与电子在d轨道未填满有密切关系。

第一节铬及其化合物一、铬的物理性质和化学性质物理性质：自然界：铬铁矿，FeO·Cr2O3（FeCr2O4）纯Cr，银白色金属，硬度大，耐磨性好，反光率强，化学性质稳定（在空气中不起变化，不变色，强烈的钝化作用）其用途：①常作保护装饰性镀层；②加入钢中，增强钢的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、硬度、弹性。

第十三章 d区元素

K2Cr2O7 + H2SO4(浓)→K2SO4 + 2CrO3(暗红色结晶) + H2O
三、 Cr(Ⅵ)的鉴定
方法1: H+,H2O2 乙醚或戊醇 Pb2+ CrO(O2)2蓝色 PbCrO4 (黄色)
方法2:
Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2CrO(O2)2 + 5H2O Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)化合物均有毒, 且后者毒性更大. Cr3+的鉴定也可以有不同的方法，但是它们都是在过量OH-的条件下用H2O2将Cr3+氧化为CrO42-再检验。
第三节
锰的主要化合物（ⅦB族，3d 4s ）
5 2 5 2
锰是属于ⅦB族，价电子层结构为3d 4s
2 2+ 5
失去4s 电子后，Mn 外层电子构型为3d （半充满）， 2+ 所以Mn 相当稳定，但d电子也参与成键，从而表现出多种氧化态，如有+2，+4，+6，+7 氧化态。最高氧化态为+7，其中以+2，+4，+7 氧化态较重要。
+
Cr3+(绿) + H2O (亮绿) CrO2-+ H2O
2-
OH-(适量)

Cr(OH)3
+过量OH-
CrO2 具有还原性，易H2O2，Cl2，Br2被氧化为CrO4 （黄色）。 2CrO2- + 3H2O2 + 2OH-→2CrO42- + 4H2O
Cr(OH)3的两性:
二、Cr(Ⅵ)化合物：H2CrO4、H2Cr2O7及其盐 1、酸性与缩合性：铬酸、重铬酸都是强酸，在水中存在以下平衡： 2CrO42- + 2H+ ↔ 2HCrO4- ↔Cr2O72- + H2O (黄) pH>6 (橙) pH<2

铁系元素与化合物的性质分析

铁系元素与化合物的性质分析铁系元素是指周期表中第26号元素铁（Fe）及其邻近元素，包括铁、钴（Co）、镍（Ni）以及铼（Re）、锝（Tc）和锰（Mn）等元素。

这些元素在自然界和人类生活中具有重要的地位，其性质的研究对于理解自然界的运行机制以及应用于工业和生物领域都具有重要意义。

1. 铁的性质及应用铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一，具有良好的导电和导热性能。

铁的熔点较高，可以制备出坚固耐用的结构材料，如钢铁。

钢铁广泛应用于建筑、交通、机械等领域，是现代工业的基础材料之一。

此外，铁还是血红蛋白中的主要成分，对于人体的氧运输起着重要作用。

铁缺乏会导致贫血等健康问题，因此铁元素在医学和食品领域也具有重要的应用价值。

2. 钴、镍的性质及应用钴和镍是铁系元素中的重要成员，它们在性质上与铁相似，但也有一些独特的特性。

钴是一种银白色的金属，具有高熔点和磁性。

钴的化合物广泛应用于催化剂、颜料和电池等领域。

例如，钴酸锂是一种重要的正极材料，被广泛用于锂离子电池中。

镍是一种具有银白色光泽的金属，具有良好的耐腐蚀性能。

镍被广泛应用于合金制备中，如不锈钢、合金钢等。

此外，镍也是一种重要的催化剂，可用于化学反应中的催化过程。

3. 铁系元素的氧化态及化合物铁系元素的氧化态多种多样，常见的有+2、+3、+4、+6等。

不同氧化态的铁系元素具有不同的化学性质和应用价值。

铁的氧化态+2和+3是最常见的。

+2态的铁离子在水溶液中呈现为浅绿色，常用于催化剂和生物体系中。

+3态的铁离子呈现为红色或黄色，广泛应用于染料、催化剂和医学领域。

钴的氧化态+2和+3也是常见的。

+2态的钴离子呈现为粉红色，广泛应用于颜料、催化剂和医学领域。

+3态的钴离子呈现为蓝色，被广泛应用于染料和磁性材料中。

镍的氧化态+2和+3也具有重要的应用价值。

+2态的镍离子呈现为绿色，广泛应用于颜料、催化剂和电池等领域。

+3态的镍离子呈现为黄色，被广泛应用于染料和催化剂中。

d区元素(一)

8H

3SO 2Cr 4H 2 O 3S 2Cr 7H 2 O 3I 2 2Cr 7H 2 O 3Cl 2 2CrCl 3 2KCl 7H 2 O 6Fe 2Cr 7H 2 O
3 3 3
2 4
3
Cr2 O 3H 2S 8H Cr2 O 6I 14H
[Cr(H 2 O）]Cl 3紫色， [Cr(H 2 O）Cl ]Cl 2 H 2 O蓝绿色 6 5 [Cr(H 2 O）Cl 2 ]Cl 2H 2 O绿色 4
2.Cr2O72-与CrO42-间的转化 •pH值的影响 2 2CrO 4 2H (黄)
2HCrO
pH<2：Cr2O72-为主
2 2
E Hg /Hg 0.852 V
总趋势：从上到下活泼性降低。
E Cd 2 /Cd 0.402 V
16.1.4 d区元素的氧化态
有多种氧化态。红色为常见的氧化态。
16.1.5 d区元素离子的颜色
Mn (Ⅱ) Fe(Ⅱ) Co(Ⅱ) Ni(Ⅱ) Cu(Ⅱ) Zn(Ⅱ)
16.1.4 d区元素的氧化态
16.1.5 d区元素离子的颜色
16.1.1 d区元素的原子半径和电离能
1.d区元素在周期表中的位置
2. d区元素原子的价电子层构型
(n-1)d1-10ns1-2
3. d区元素的原子半径
4.d区元素的第一电离能
总趋势：同周期左右由小大,幅度不大。
同副族不规律。
Cr2 O 3 Na 2 CO 3 CO
2Cr Al 2 O 3
2.单质铬的性质
•铬元素的电势图
EA / V
2 7

第16章 d区元素(一)铁钴镍

M 2H (稀) M

2
H2
(2)钝化浓、冷HNO3可使Fe，Co，Ni钝化；浓H2SO4可使Fe钝化。 (3) 浓碱缓慢腐蚀Fe；而Co、Ni在浓碱中比较稳定。所以用镍坩埚来熔融碱性物质。
(4) 纯Fe，Co，Ni在水、空气中稳定；加热时，Fe, Co, Ni可与O2, S, X2等反应。 3Fe + 2O2 = Fe3O4 Fe + S = FeS 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 3Fe + C = Fe3C 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
有人因套上含镍的假牙后，出现长期咳嗽，小便出血，其后被诊断患上肾炎，更被验出体内的镍超标十倍，但当患者暂停佩戴假牙后，其体内的镍含量随之下降。如假牙含过量镍，口腔内或致溃疡、红肿、疼痛等迹象，就连清洗假牙时，手部亦会出现皮肤敏感。
1. Occurrence •赤铁矿：Fe2O3；磁铁矿：Fe3O4；
3fe2o2fe3o4fesfes2fe3cl22fecl33fecfe3c3fe4h2ofe3o44h2compounds氯化铁fecl3硝酸铁feno339h2o氯化亚铁fecl24h2o硫酸亚铁feso47h2o硫酸亚铁铵mohr盐nh42feso426h2o颜色和状态密度gcm3熔点黑褐色层状晶体淡紫色晶体透明淡蓝色晶体淡绿色晶体绿色晶体2898168193718951893187306472受热时的变化371时沸腾部分分解100时已显著挥发见光还原为fecl2fecl36h2o37熔化100挥发250分解出fe2o3等50时失去一部分hno3高温下分解为fe2o3125沸腾fecl22h2o在空气其中部分氧化变为草绿色在空气中风化变为白色粉末热至73时变白90时熔融250时开始分解失去so3100左右失去结晶水溶解度g100gh2o无水盐918也能溶于乙醇甘油乙醚和丙酮中83864510易溶于乙醇不溶于乙醚265能溶于甘油不溶于乙醇水溶液易被氧化26920在潮湿空气中和水溶液中较稳定铁的重要化合物importantcompoundsofco和ni氯化钴cocl26h2o硫酸钴coso47h2o氯化镍nicl26h2o硫酸镍niso47h2o硝酸镍nino326h2o颜色和状态密度gcm3熔点粉红色晶体淡紫色晶体草绿色晶体暗绿色晶体青绿色晶体1921924355无水722无水96981001无水在干空气中易风化在潮湿空气中易潮解在真空中加热升华不分解3621易溶于甲醇无水coso4极难溶于水198205受热时的变化3035开始风化无水cocl2为蓝色粉末能升华加热时失去结晶水灼热时也不易分解灼烧时得无水粉末无水niso4呈亮黄色在空气中吸水57时溶于其结晶水中进一步加热失去结晶水灼烧时可得ni2o3963能溶于乙醇在空气中易风化或潮解溶解度504能溶于丙酮和乙醇中642溶于乙醇3210不溶于乙醇和醚中coh2o62粉红色co2蓝色nih2o62亮绿色ni2黄色feh2o63淡紫色feh2o62呈浅绿色fe2近无色铁系金属离子的d轨道未充满其水合离子化合物均具有不同颜色

10. 1铁钴镍及其化合物的性质(上)

铁钴镍[Ar]3d6~84s2铁系元素价电子构型重要氧化值Fe3d64s2+2,+3, (+6) Co3d74s2+2,+3,(+5) Ni3d84s2+2,+3,(+4)最高氧化值不等于族序数。

Fe(铁) Co(钴) Ni(镍)主要矿物磁铁矿(Fe3O4)赤铁矿(Fe2O3)黄铁矿(FeS2)辉钴矿(CoAsS)镍黄铁矿(NiS·FeS)主要用途钢铁工业最重要的产品和原材料制造合金制造合金制造合金金属制品的保护层铁系元素具有光泽的银白色金属。

为铁磁性物质。

中等活泼金属，能溶于稀酸(钴、镍缓慢)。

空气和水对钴、镍和纯铁稳定,含杂质铁在潮湿空气中形成棕色铁锈(Fe 2O 3·x H 2O)，加热时，Fe, Co, Ni 可与O 2, S, X 2等反应。

冷、浓硝酸可使铁、钴、镍钝化。

铁系元素单质Fe, Co, Ni 熔点接近。

铁、钴、镍的化合物1. 氧化物混合价态Fe3O4具有强磁性、良好导电性FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]+2 FeO CoO NiO黑色灰绿色暗绿色+3 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3砖红色黑色黑色两种晶型：α-Fe2O3顺磁性，γ-Fe2O3铁磁性还原性递增氧化性递增，稳定性递减+2 FeO CoO NiO 黑色灰绿色暗绿色 +3Fe 2O 3 Co 2O 3 Ni 2O 3 砖红色黑色黑色均为碱性氧化物, 难溶于水和碱, 溶于强酸Fe 2O 3 + 6HCl ＝ 2FeCl 3 + 3H 2OCo 2O 3 + 6HCl ＝ 2CoCl 2+Cl 2 +3H 2O2. 氢氧化物Ox H O Fe 232⋅32224Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)−→−++) 白(s, Fe(OH)2OHFe2 2 2 O 无+ -+)红棕 (s, Fe(OH) 3 2O 红棕）(s,Fe(OH)3OH Fe3-3→++O3HFeCl 3HCl Fe(OH)233+−→−+白—灰绿—棕黑22Co2OH Co(OH)(s,)+-+−−→粉),Co(OH)Cl(s 蓝氯化羟钴(碱式氯化钴) O x H O Co 232⋅(慢))(s,Co(OH)32O 暗棕色−−→−蓝—灰蓝—灰棕)绿(s,Ni(OH)2OH Ni22果→+-+OH 6Cl 2MCl )HCl(62M(OH)Cl2M(OH)O H ClO 2M(OH)2223322++−→−++−→−++--浓还原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Ni(Ⅱ)M=Co,Ni)NiO(OH)(s,O 2黑色−−→−3. 卤化物氧化性大小Fe(Ⅲ) Co(Ⅲ) Ni(Ⅲ)F - FeF 3 CoF 3 * (350℃分解) Cl - FeCl 3 CoCl 3 * (常温分解)Br - FeBr 3 * *I - * * * 小大稳定性大小大小还原性稳定性1） FeCl 3有明显的共价性，易潮解。

铁钴镍及其化合物

(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 [Co(H2O)6]2+ ，所以鉴定时要加浓 KSCN 或 NH4SCN液(或固体)；能稳定地存在于丙硐或戊醇中。 ➢Ni2+与NCS-形成[Ni(NCS)]+、[Ni(NCS)3]-等，它们均不稳定。
11.5 铁、钴、镍及其化合物
11.5.1 铁、钴、镍的一般性质 11.5.2 铁、钴、镍的化合物
11.5.1 铁、钴、镍的一般性质
Ⅷ族 Fe Co Ni 铁系
Ru Rh Pd Os Ir Pt
铂系
铁系元素的基本性质 A、价电子构型： Fe：3d64s2；Co：3d74s2；Ni：3d84s2 Fe、Co、Ni的d电子不能全部参与成键。
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。
EAθ/V
铁系元素-电势图
2.20
0.77
－0.45
FeO42－ ─── Fe3＋ ─── Fe2＋ ─── Fe
B、氧化数： a、Fe： +Ⅱ、+Ⅲ、+Ⅳ、+Ⅴ、+Ⅵ 铁的成对d电子(一对)难于成键。 +Ⅱ、+Ⅲ很稳定，其稳定性的接近程度超过其它元素。 b、Co： +Ⅱ、+Ⅲ、+Ⅳ、+Ⅴ 钴的成对d电子(两对)难于成键。 +Ⅱ很稳定，+Ⅲ稳定性稍差。