天津大学无机化学课件第十三章过渡元素2

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2013-8-7 无机化学
配合物——硫氰合物
硫氰合物 稳定性 颜色
Fe3+
Fe2+
[Fe(NCS)n]3-n (n=1~6) [Fe(NCS)6]4[Ni(NCS)]+ [Ni(NCS)3]无机化学
稳定
不稳定
血红色
Co2+ [Co(NCS)4]2- 在丙酮中稳定
Ni2+
2013-8-7
蓝色
源自文库
不稳定
配合物——羰合物
2013-8-7 无机化学
铁系元素
Fe(铁) 价电子构型 3d64s2 常见氧化数 +2、+3、(+6) 磁铁矿(Fe3O4) 主要矿物 赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2) Co(钴) 3d74s2 +2、+3 Ni(镍) 3d84s2 +2、+3
辉钴矿 镍黄铁矿
(CoAsS) (NiS· FeS)
2013-8-7 无机化学
氢氧化物
盐类
Co2+ Ni2+ 颜色 粉红 苹果绿 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解,水溶液显酸性
[Fe(H2O)6]3++H2O
Fe2+ 浅绿
Fe3+ 浅紫 较强
[Fe(OH)(H2O)5]2++H2O
[Fe(OH)(H2O)5]2++H3O+
[Fe(OH)2(H2O)4]++H3O+
2013-8-7 无机化学
[Ni(NH3)6]2+(蓝色)
配合物——氰合物
加入KCN
Fe2+ Fe(CN)2(白色)
KCN加入过量
[Fe(CN)6]4-(土黄色) [Co(CN)5(H2O)]3-(茶绿色)
从溶液中析出晶体 氧化 Co2+ Co(CN)2(浅棕色) [Co(CN)6]3-(黄色) K4[Fe(CN)6]· 2O(黄色)——黄血盐 3H 2[Fe(CN)6]4-+Cl2 2[Fe(CN)]62-(橙黄色) ]3-+2Cl[Ni(CN)4 从溶液中析出晶体 2+ Ni(CN) (灰蓝色) 浓CN[Ni(CN)5]3-(深红色) Ni 2 K3[Fe(CN)6](深红色)——赤血盐
因水解,溶液呈黄色或红棕色 pH , 缩聚成红棕色胶状沉淀 pH=4~5,形成水合三氧化二铁沉淀
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盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解,水溶液显酸性 较强 CoCl26H2O在受热脱水过程中伴有颜色变化 SO 52.25IIC 47H2O 90 C Fe(ClO4)310H2O 120 C 易形成 M° ° ° CoCl26H2O MIICoCl22H2O CoCl2H2O ) 6HCoCl2 Cl26H2O Fe(NO3 3 含结晶 2O 粉红 MII(NO3紫红2O 蓝紫 蓝 )26H 水的盐 I M2[MⅡ(H2O)6](SO4)26H2O 此特性可判断干燥剂含水情况,如变色硅胶 易形成 + 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH4 , MⅡ=Fe、Co、Ni
2013-8-7 无机化学
13-5-2 铁、钴、镍的化合物
+2 +3 FeO 黑色 Fe2O3 砖红色 CoO 灰绿色 Co2O3 黑色
氧化物 13-5-2 铁、钴、镍的化合物
NiO 暗绿色 Ni2O3 黑色
混合价态氧化物——Fe3O4 Fe2O3有两种晶体构型: Ⅲ Ⅲ 经结构研究表明为FeⅡFe [Fe O4] α-Fe2O3顺磁性,γ-Fe2O3铁磁性 它具有强磁性、良好导电性
2013-8-7 无机化学
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第六节铜族元素
第六节
无机化学
铜族元素
2013-8-7
13-6-1铜族元素概述 13-6-1铜族元素概述
(NH4)2Fe(SO4)26H2O
无机化学 2013-8-7
Fe2+ 浅绿
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 有强还原性 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解,水溶液显酸性 2O 4Fe2+ + O2 +4H+ → 4Fe3+ + 2H 较强 Fe(ClO4)3 易形成 MSO47H2O 5Fe3++Mn2+ +4H10H2O 2+ +MnO +8H+ → 5Fe 4 2O MCl26H2O Fe(NO3)36H2O 含结晶 配制Fe2+ 溶液时:6H2O 水的盐 M(NO3)2 M2Ⅰ[MⅡ) ,2O)6○ ,Fe26H2O 易形成 1.加入浓酸,使c(H+ (H E ](SO4) 2+还原性 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH3++, MⅡ=Fe、Co、Ni 2.加入铁钉,使 Fe + 2Fe 4 → 3Fe2+
2013-8-7 无机化学
还原性递增 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Co+2 3 + 6HCl → 2CoCl2+Cl2 NiO 2O +3H FeO CoO 2O Ni2O3 + 6HCl → 2NiCl2+Cl2 暗绿色 +3H2O 黑色 灰绿色 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 +3 砖红色 黑色 黑色 氧化性递增,稳定性递减
浓HCl [CoCl4]2-+6H2O H2O
无机化学
蓝色(四面体)
配合物——氨合物
加入过量氨水 4[Co(NH3)6加入氨水O→4[Co(NH3)6]3++4OH]2++O2+2H2 Fe3+ Fe(OH)3(红棕色) 3)62+沉淀不溶解 E (Co(NH3)63+/Co(NH )=0.058V Fe(OH)2(白色) 2+)=1.92V E (Co3+/Co 氧化 Fe2+ 沉淀不溶解 3+稳定,Co3+不稳定,氧化性强 即 [Co(NH3)6] Fe(OH)3(红棕色) FeCl2可与NH3气形成[Fe(NH3)6]Cl3,但易水解 [Co(NH 2)6]2+(土黄色) 氧化 [Fe(NH3)6]Cl2+6H2O → Fe(OH)2+4NH3·2O+2NH4Cl Co2+ Co(OH)2(粉红色) [Co(NH3)H]3+(红褐色) 6 Ni2+ Ni(OH)2 (浅绿色)
(NH4)2Fe(SO4)26H2O
无机化学 2013-8-7
Fe2+ 浅绿
配合物
Fe3+ 常见配位数
6
Fe2+
6
Co2+
4、6
Ni2+
4、6
配位体 八面体 八面体 四面体 多种 八面体 主要构型
Co2+配合物的四面体和八面体构型可互相转化
[Co(H2O)6]2++4Cl粉红色(八面体)
2013-8-7
(NH4)2Fe(SO4)26H2O
无机化学 2013-8-7
Fe2+ 浅绿
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 有弱氧化性 水解性 微弱水解,水溶液显酸性 较强 Fe(ClO4+ 易形成 3+ +H2S47H2O 2+ +S +2H)310H2O 2Fe MSO → 2Fe Fe(NO3)36H2O 含结晶 3+ MCl-6H2O 2 2Fe M(NO3)26H22Fe2+ + I2 水的盐 + 2I → O M → 2Fe2+ + Cu 6H 易形成 3+ + Cu2Ⅰ[MⅡ(H2O)6](SO4)22+ 2O 2Fe 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH4+, MⅡ=Fe、Co、Ni
2013-8-7 无机化学
还原性减弱 +2 Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白色 粉红或蓝色 浅绿色 还原性 空气氧化 缓慢氧化 强氧化剂 +3 Fe(OH)3 CoO(OH) NiO(OH) 红棕色 棕黑色 黑色 HCl、H2SO4 中和 被还原 被还原 氧化性递增 Fe(OH)2 +3H+ → Fe3+ + 3H2O 2MO(OH)+6H++2Cl- → 2M2++Cl2 +4H2O 4MO(OH)+ 8H+ → 4M2++O2 + 6H2O
2013-8-7 无机化学
离子鉴定
3. Co2+——KSCN溶液
丙酮
Co2+ + 4SCN-
[Co(NCS)4]2- (蓝色)
4. Ni2+——丁二酮肟试剂
Ni2+ + 丁二酮肟
弱碱性
二丁二肟合镍(Ⅱ)
(鲜红色)
2013-8-7
无机化学
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第五节结束
第五节
结束
2013-8-7 无机化学
铂系元素
Ru Rh Pd 最 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 以单质状态存在,高度分散在各矿石中 高 稳定氧化数 +4 +3 +2 并共生在一起。是稀有金属,也是贵金属。 氧 最重要的有天然铂矿、锇铱矿+4 最高氧化数 +8 +6 化 Os Ir Pt 6周期 5周期
Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白色 粉红或蓝色 浅绿色 还原性 空气氧化 缓慢氧化 强氧化剂 Fe2++2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2 +2H2O → 4Fe(OH)3 Co2++2OH- → Co(OH)2 4Co(OH)2+O2 → 4CoO(OH) +2H2O 2Ni(OH)2+ClO- → 2NiO(OH) +Cl-+H2O 2Ni(OH)2+Br2+2OH- → 2NiO(OH) +2Br-+2H2O
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第五节铁系和铂系元素
第五节
无机化学
铁系和铂系元素
2013-8-7
13-5-1铁系和铂系元素概述

铁系 周 原子半径/pm 124 125 125 Ln系 期 价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d84s2 元素 收缩, 使5、6 周期 铂系 同族 元素 元素 十分 相似
(高纯)
2013-8-7 无机化学
离子鉴定
1. Fe2+——赤血盐溶液 K++Fe2++[Fe(CN)6]3- → [KFe(CN)6Fe] (滕氏蓝) 2. Fe3+——(1)黄血盐溶液 K++Fe3++[Fe(CN)6]4- → [KFe(CN)6Fe] (普鲁士蓝) (2)KSCN溶液 Fe3++ nSCN- → [Fe(NCS)n]3-n (血红色)
羰合物 [Fe(CO)5] [Co2(CO)8] 状态 颜色 熔点/℃ 沸点/℃ 液 固 浅黄 深橙 -20 103 51~52分解
[Ni(CO)4]

无色
-25
43
羰合物不稳定,受热易分解,可用此性质 制造纯金属
C 20MPa [Fe(CO) ] 200~250° Fe +5CO 5CO+ Fe
5
铁Fe 钴Co 镍Ni 由于 13-5-1铁系和铂系元素概述
钌Ru 铑Rh 钯Pd 周 原子半径/pm 133 135 138 期 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 锇Os 铱Ir 铂Pt 六 周 原子半径/pm 134 136 136 期 4f145d6 4f145d7 4f145d9 价电子构型 6s2 6s2 6s1 五
4f145d66s2 4f145d76s2 4f145d96s1 价电子构型
稳定氧化数 最高氧化数
2013-8-7
+8 +8
+3、+4 +6
无机化学
+2、+4 +6
数 增 大
最高氧化数减小
铂系元素
大多数能吸收气体, 其中钯吸氢能力最大 (溶解氢的体积比为1:700) 有催化性能 如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化 制硝酸的催化剂 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO +8H2O 高的化学稳定性 主要用于化学、电气工业。Pt 制造反应 非金属(氧、硫、氯等) 王水 器皿、蒸发皿、坩埚、电极、铂网等 常温 高温 溶解 不溶解 Pd、Pt Ru、Rh、Ir、Os 不反应 反应
钢铁工业最重要 制造合金 制造合金 金属制品 主要用途 的产品和原材料 制造合金 的保护层
2013-8-7 无机化学
铁系元素
单质均为具有光泽的银白色金属 具有磁性,为铁磁性物质,其合金为良好 的磁性材料
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(Fe2O3·H2O) x 冷、浓硝酸可使铁、钴、镍钝化,可用铁 制品贮运浓硝酸 铁能被浓碱溶液侵蚀, 钴、镍对浓碱稳定
均为碱性氧化物, 难溶于水和碱, 溶于强酸
2013-8-7 无机化学
氧化物
氢氧化物
+2 Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白色 粉红或蓝色 浅绿色
+3
Fe(OH)3 CoO(OH) NiO(OH) 红棕色 棕黑色 黑色
均难溶于水,为碱性氧化物
无机化学
2013-8-7
氢氧化物
+2
还原性减弱
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