过渡元素(2)

2O)6
]2

H3O
2[Fe(H2O)6 ]3 [(H2O)4 Fe
O O
Fe (H2O)4 ] 2H2O
H
[Fe(OH )(H2O)5]2 [Fe(H2O)6]3 [(H2O)5 Fe OH Fe(H2O)5]5 H2O
*综上，在碱性溶液中，Fe(II),Co(II),Ni(II)的还原性依次减
价铁盐溶液却是黄色或黄棕色或红棕色？
答：Fe3+的半径为60pm，有较大的电荷半径比，即离子有 较高的正电荷，在水溶液中显著水解。第一步水解产物 [Fe(OH)(H2O)5]2+离子即呈黄色。随着逐级水解地进行，同 时发生各种类型的缩合反应。
[Fe(H2O)6
]3

H2O

[Fe(OH
)(H H
与热稀硝酸反应，则部分被氧化成Fe(III).镍与铁相似易溶
于稀的无机酸，而钴却溶解的很慢。铁、钴、镍遇到浓硝
酸均呈“钝态”。铁在高温(850K左右)遇水蒸汽生成四氧 化三
铁。水溶液中Fe(II),Co(II),Ni(II)以水合离子形式存在，
Fe(H2O)62+淡绿,Co(H2O)62+粉红 ，Ni(H2O)62+绿，因微弱水
的形状。具有这种特殊功能的材料在导弹、航空航天、石 油化工、机械仪器仪表、汽车等领域有广泛的应用前景。 20世纪60年代首次发现Ni-Ti合金具有非常独特的形状记忆 效应。美国设计的一种用Ti-Ni合金做的新式宇宙飞船天 线，在室温下该天线可以折叠成线团，便于发射，当飞船 升至高空时，温度升至77°C以上，天线即可自动打开。
2M (OH )3 6HCl 2MCl2 Cl2 6H2O(M : Co, Ni) 4M (OH )3 4H2SO4 4MSO4 O2 10H2O(M : Co, Ni)
*新沉淀出来的水合三氧化二铁Fe2O3·nH2O或Fe(OH)3具有 两
性，主要呈碱性，易溶于酸中，溶于浓的强碱溶液形成 [Fe(OH)6]3-离子。 *问：绿矾(FeSO4·7H2O)固体为什么要密闭保存，亚铁盐溶 液为何应新鲜配置？
答：Fe(II)盐的固体或溶液都可以被空气中的氧所 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的碱性硫酸铁生成。
FeSO4 O2 2H2O 4Fe(OH )SO4
亚铁盐溶液久置时，溶液中会有棕色的碱式Fe(III)盐沉淀生 成。配制时除应加入适量的酸抑制Fe2+的水解外，还可以加 入少量单质铁或抗氧剂,防止Fe(III)被氧化。 问： Fe(H2O)63+呈很淡的紫色，为什么平时我们所看到的三
态；
(4)在碱性溶液中，低氧化态的Fe,Co,Ni有一定程度的还原性； (5)单质无论在酸性或碱性介质中都有较强的还原性。
二、铁系元素离子的存在形式及常见反应 1、常见化合物 2、常见反应：稳定性、水解性、氧化还原性
表：铁系元素的常见化合物
氧化值 氧化物 氢氧化物
主要盐类
+2
FeO黑，CoO灰绿 NiO暗绿 Fe(OH)2白， Co(OH)2粉红 Ni(OH)2浅绿
弱，而在酸性溶液中，Fe(III) Co(III),Ni(III)的氧化性依次
增强。其中Fe(III)是常见的中强氧化剂并具有水解性，在
强碱性介质中可被NaClO氧化为(FeO42-)Fe(VI).
解而呈酸性。
Fe2
Fe(OH )2
白
颜空色气加O2深
Fe(OH
)3
（棕红）
Co2 NaOHCo(OH )2 粉红 在空气中缓慢氧化成棕褐色Co(OH )3
Ni2
Ni(OH )2 绿 在空气中非常稳定，必须使用氧化剂，才能氧化之
2Ni(OH )2 Cl2 2NaOH 2Ni(OH )3 2NaCl
FeSO4·7H2O淡绿 (NH4)2Fe(SO4)3·H2O绿， CoCl2·6H2O粉红 NiSO4·7H2O绿
+3
Fe2O3砖红，Co2O3黑， Ni2O黑
Fe(OH)3棕红， Co(OH)3棕， Ni(OH)3 黑
FeCl3 黑褐
铁易溶于稀的无机酸中，一般形成Fe(II),当有空气存在，或
本族元素价电子构型3d6-84s2,共用的常见氧化态为+2， +3，Fe最高为+6，Ni最高为+4。
*铁系元素的元素电势图 (1)酸性溶液中，Fe2+,Co2+和Ni2+是元素的最稳定状态； (2)Fe(VI),Co(III),Ni(IV)在酸性溶液中是强氧化剂； (3)在碱性溶液中，Fe(III),Co(II),Байду номын сангаасi(II)是各元素的最稳定状
Fe(OH)2,Co(OH)2,Ni(OH)2均能溶于酸，Co(OH)2两性显著， 能溶于过量的浓碱形成[Co(OH)6]2-，Fe(OH)2主要呈碱性， 酸性很弱，能溶于浓碱形成[Fe(OH)6]2-, Ni(OH)2则是碱性
Fe(III)在水溶液中以[Fe(OH)6]3- （淡紫色）形式存在， Co(III),Ni(III)在水溶液中不能稳定存在。 Co(III),Ni(III)在酸 性溶液中有强氧化性，即使在碱性溶液中获得的 Co(OH)3,Ni(OH)3，当溶于酸时发生氧化还原反应，与 Fe(OH)3不同。
过渡金属(II)
过渡元素(II)，即ⅧB族元素，包括铁、钴、镍、钌、铑、 钯、锇、铱、铂九个元素，根据元素性质的相似性，将前 三个元素称为铁系元素，后六个元素称为铂系元素。
第一节 铁系元素
一、铁系元素概述 铁、钴、镍是银白色金属，具有铁磁性，是很好的磁性材 料。钴、镍的最大用途是制造合金。钴基合金(Co,Cr,W, Fe,Ni,Mo等组成)加热时硬度变化小又能耐腐蚀，是制刀 具的好材料。镍合金的主要特点是耐腐蚀，可制造化工机 械。此外，镍常被镀于其他金属表面，光洁耐腐蚀。形状 记忆合金是近年来在金属材料领域出现的一种引人注目的 特殊功能材料，这种合金具有形状记忆的效应，即用它制 成某种形状的零件，当温度降低到该材料的马氏体转变点 Ms以下时，可随意对其进行塑性变形，当环境温度重新升 高，并达到材料的高温相区时，该零件便立即恢复其原有