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 2FeCl2•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）→ Fe2O3NH3•H2O———→ Fe(OH)3(s)（棕色）NH3•H2O+NH4Cl——————→ Fe(OH)3(s)（棕色）Fe2+(NaOH,80ºC) O2——————→ Fe3O4• x H2O → Fe2O3CO32-ClO-——→ Fe(OH)3——→ FeO42-NH3•H2O+(NH4)2S H+――――――→Fe2O3(黑色)―→ FeS(黑色)H2S――→Fe2+ + SNCS-过量F－――→[Fe(NCS)]2+(血红色)―→ [FeF6]3-(无色)[Fe(CN)6]4-+ K+――――――→ [KFe(CN)6Fe]x(蓝色)K2C2O4(浓)，加热――――――→ [Fe(C2O4)3]3-(黄色)不稳定，见光分解⑵溶液中Fe2＋的重要反应氧化剂如Cr2O72-，浓HNO3等―――――――――――→ Fe3+OH-O2⇌ Fe(OH)2(s)（纯白色）→Fe(OH)3(s)（棕色）NH3•H2O――→ Fe(OH)2(s)（纯白色）NH3•H2O+NH4Cl――――――→无沉淀CO32-H2O + CO2 O2――→ FeCO3（白色）――→ Fe(HCO3)2―→Fe(OH)3(s)(NH4)2S―――→ FeS(黑色)NO――→[Fe(NO)( H2O)5]2+( 棕色)H2O2 +过量F－―――――→ [FeF6]3-(无色)NCS-――→无溶液、无颜色CN-过量CN-Cl2―→Fe(CN)2(s) (白色) ――→[Fe(CN)6]4-――→[Fe(CN)6]3-[Fe(CN)6]3-+ K+――――――→ [KFe(CN)6Fe]x(蓝色)二、钴的化合物1. 钴的化合物钴的氧化物与铁的氧化物类似，为暗褐色的Co2O3•xH2O和灰绿色的CoO。

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+61、Fe2+、Co2+、Ni2+的还原性（1）酸性介质+ 2Fe2+（浅绿）＝2Fe3+（浅黄）+2Cl-Cl2（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)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，2也能被空气中的氧气慢慢氧化。

最后成为红棕色的氢氧化铁。

Co（OH）22、Fe3+、Co3+、Ni3+的氧化性由于Co3+和Ni3+都具有强氧化性，Co(OH)，NiO(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II)3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（Cl2、Br2）氧化得到。

Fe3+易发生水解反应。

Fe3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe2+。

3、配合物的生成和Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+的鉴定方法（1）氨配合物Fe2+和Fe3+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Co2+或Ni2+离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子[Co(NH3)6]2+或[Ni(NH3)6]2+。

不过[Co(NH3)6]2+不稳定，易氧化成[Co(NH3)6]3+。

（2）氰配合物Fe3+，Co3+，Fe2+，Co2+，Ni2+都能与CN-形成配合物。

使亚铁盐与KCN溶液作用得Fe(CN)2沉淀，KCN过量时沉淀溶解。

FeSO4+2KCN＝Fe(CN)2+K2SO4Fe(CN)2+4KCN＝K4[Fe(CN)6]从溶液中析出来的黄色晶体是K4[Fe(CN)6]·3H2O，叫六氰合铁(II)酸钾或亚铁氰化钾，俗称黄血盐。

系列三副族金属专题2 铁钴镍及其化合物铁、钴、镍三种元素由于性质接近，故统称为铁系元素；铁、钴、镍都是中等活泼的金属元素，化合物性质比较接近，但也存在差异。

这与它们的电子层结构有关。

1．铁、钴、镍及其化合物性质的相似性2．铁、钴、镍及其化合物性质的差异（1）金属单质性质的差异（2）铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物①铁、钴、镍氧化物和氢氧化物的基本性质注：①表示在碱性条件下不具有氧化性。

①比较与总结（1）在酸性溶液中，Fe2＋、Co2＋、Ni2＋分别是铁、钴、镍离子的稳定状态。

高价态的铁(①)、钴(①)、镍(①)在酸性溶液中都有很强的氧化性，空气中的O2能将酸性溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，但不能将Co2＋、Ni2＋氧化成Co3＋和Ni3＋。

（2）在碱性介质中，铁的最稳定价态是＋3，而钴、镍的最稳定价态仍是＋2，在碱性介质中，将低价态的Fe(①)、Co(①)、Ni(①)氧化成高价态比酸性介质中容易。

4．高铁盐的制备在酸性介质中，FeO 2－4(高铁酸根离子)是一种强氧化剂，一般氧化剂很难把Fe 3＋氧化成FeO 2－4，但在强碱性介质中，Fe(①)却能被一些氧化剂(如NaClO)所氧化：2Fe(OH)3＋3ClO －＋4OH －===2FeO 2－4＋3Cl －＋5H 2O ，将Fe 2O 3、KNO 3和KOH 混合并加热共融，生成紫红色的高铁酸钾：Fe 2O 3＋3KNO 3＋4KOH=====① 2K 2FeO 4＋3KNO 2＋2H 2O 。

5. 检验Fe 2＋和Fe 3＋时的注意事项（1）检验Fe 2＋时不能先加氯水后加KSCN 溶液，也不能将加KSCN 后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN －)。

（2）Fe 3＋、Fe 2＋、Cl －同时存在时不能用酸性KMnO 4溶液检验Fe 2＋(Cl －能还原酸性KMnO 4，有干扰)。

（3）检验Fe 2＋、Fe 3＋的其他方法①检验Fe 2＋最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K 3[Fe(CN)6]：3Fe 2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe 3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。

铁钴镍合金材料参数铁钴镍合金材料参数——为高性能应用而生引言：在现代科技发展迅猛的时代，材料科学作为一门重要学科，不断推动着各个领域的进步。

铁钴镍合金作为一类重要的功能材料，因其独特的物理和化学性质，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域中得到了广泛应用。

本文将深入探讨铁钴镍合金的参数特征、性能优势以及发展前景，并回顾其应用历程，以帮助读者全面理解这一主题。

一、铁钴镍合金材料参数的简介1.1 化学成分铁钴镍合金是指以铁、钴和镍为基本元素的合金材料。

根据不同比例和添加元素的差异，可以获得不同类型的铁钴镍合金。

常见的铁钴镍合金包括Fe-Co-Ni、Fe-Co-Ni-Cu、Fe-Co-Ni-Mo等。

1.2 结构特点铁钴镍合金具有面心立方结构或体心立方结构，这使得它们在高温和低温环境中都能保持良好的稳定性。

由于其晶粒细小，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。

二、铁钴镍合金材料参数的性能优势2.1 优良的热稳定性铁钴镍合金具有出色的高温稳定性，可以在高温环境下长时间工作而不失效。

这使得它们在航空航天领域中得到广泛应用，如发动机涡轮盘、喷气发动机叶片等部件。

2.2 良好的机械性能铁钴镍合金拥有优秀的机械性能，高韧性和抗拉强度。

这使得它们在制造领域中应用广泛，如汽车发动机部件、工具和模具等。

2.3 良好的磁性能铁钴镍合金具有优良的磁性能，具有高磁导率和低磁滞损耗。

这使得它们在电子设备领域中得到广泛应用，如传感器、电感器和电机。

三、铁钴镍合金材料参数的应用前景铁钴镍合金由于其出色的性能，被广泛应用于许多领域，并具有广阔的前景。

3.1 新能源领域随着新能源汽车的兴起，铁钴镍合金作为电池材料备受关注。

其优异的导电性和循环稳定性，使之成为锂离子电池和燃料电池的理想选择。

3.2 航空航天领域铁钴镍合金在航空航天领域具有重要的地位。

其出色的高温稳定性和机械性能，使之成为制造航空发动机、航天器结构件以及高温陶瓷基复合材料的理想材料。

铁钴镍合金材料参数
（最新版）
目录
1.铁钴镍合金的概述
2.铁钴镍合金的主要参数
3.铁钴镍合金的应用领域
正文
铁钴镍合金是一种由铁、钴和镍元素组成的合金材料，因其具有优良的磁性能、耐腐蚀性和耐磨性，被广泛应用于磁性材料、电子元器件、磁力矫治器等领域。

一、铁钴镍合金的概述
铁钴镍合金，简称铁镍钴合金，是一种具有铁磁性的合金。

它的主要成分是铁、钴和镍，此外，还可能含有少量的碳、铬、钼等元素。

这种合金的磁性能可以通过调整其成分和制造工艺进行优化。

在磁性材料领域，铁钴镍合金是最常用的软磁合金之一。

二、铁钴镍合金的主要参数
铁钴镍合金的主要参数包括磁性、硬度、耐腐蚀性、电阻率等。

1.磁性：铁钴镍合金的磁性主要由其成分决定。

一般来说，镍含量越高，磁性越强。

通过改变镍、铁、钴的比例，可以调整合金的磁性能，使其满足不同的应用需求。

2.硬度：铁钴镍合金的硬度一般在 HRC50-60 之间，具有较好的耐磨性。

3.耐腐蚀性：铁钴镍合金在大气、淡水和海水中都有较好的耐腐蚀性，但在酸、碱等腐蚀性环境中的耐腐蚀性较差。

4.电阻率：铁钴镍合金的电阻率较低，一般在 10^-5 级别，因此，其导电性能较好。

三、铁钴镍合金的应用领域
铁钴镍合金因其优良的性能，被广泛应用于以下领域：
1.磁性材料：铁钴镍合金是常用的磁性材料，可以制作永磁体、磁性传感器、磁力矫治器等。

2.电子元器件：铁钴镍合金可以制作电子元器件，如磁芯、变压器、电感等。

3.医疗设备：铁钴镍合金具有良好的磁性能和耐腐蚀性，可以用于制作磁力矫治器等医疗设备。

铁钴镍合金材料参数摘要：1.铁钴镍合金简介2.铁钴镍合金的分类3.铁钴镍合金的性能与应用4.铁钴镍合金的发展趋势正文：铁钴镍合金是一种具有良好磁性能和耐腐蚀性的合金材料，广泛应用于各种工业领域。

本文将简要介绍铁钴镍合金的参数及其应用。

1.铁钴镍合金简介铁钴镍合金是由铁、钴和镍三种金属元素组成的合金。

由于其具有良好的磁性能、耐腐蚀性和高强度等特点，铁钴镍合金被广泛应用于磁性材料、永磁材料、硬质合金等领域。

2.铁钴镍合金的分类铁钴镍合金可以根据其成分和性能分为以下几类：(1) 铁钴合金：主要成分是铁和钴，具有良好的磁性能和硬度。

例如，磁性材料中的钐钴合金和钆钴合金。

(2) 铁镍合金：主要成分是铁和镍，具有较高的强度和耐腐蚀性。

例如，用于制造不锈钢和耐蚀合金的奥氏体和马氏体铁镍合金。

(3) 钴镍合金：主要成分是钴和镍，具有较高的耐热性和抗氧化性。

例如，用于制造高温耐磨零件的钨钴合金和钽钴合金。

3.铁钴镍合金的性能与应用铁钴镍合金具有以下优异性能：(1) 良好的磁性能：铁钴镍合金具有高矫顽力和高磁导率，广泛应用于磁性材料和永磁材料。

(2) 耐腐蚀性：铁钴镍合金具有较好的耐腐蚀性，可用于制造耐蚀合金和防腐设备。

(3) 高强度：铁钴镍合金具有高强度和硬度，可用于制造高强度零件和硬质合金。

(4) 耐高温性：铁钴镍合金具有较高的熔点和较好的抗氧化性，可用于制造高温耐磨零件。

铁钴镍合金广泛应用于以下领域：(1) 磁性材料：用于制造永磁体、磁卡、磁带等磁性产品。

(2) 永磁材料：用于制造永磁电机、永磁发电机、磁悬浮列车等设备。

(3) 硬质合金：用于制造切削工具、钻头、模具等耐磨零件。

(4) 不锈钢和耐蚀合金：用于制造化工设备、船舶、航空等领域的耐蚀零件。

(5) 高温耐磨零件：用于制造航空、航天、石油等领域的耐磨零件。

4.铁钴镍合金的发展趋势随着科技的不断发展，对铁钴镍合金的需求越来越大。

未来，铁钴镍合金的发展趋势主要表现在以下几个方面：(1) 开发新型铁钴镍合金：通过调整合金成分和优化制备工艺，开发具有更高性能的新型铁钴镍合金。

为什么只有铁，钴，镍三种元素具有磁性？展开全文在所有的八十种金属元素中，有四种金属在室温下具有铁磁性（磁性），它们分别是铁、钴、镍、钆（gá）；此外，在超低温下，有五种金属是铁磁性的，它们分别是铽、镝、钬、铒和铥。

因此，并不是只有铁钴镍三种元素具有磁性，那为什么我们都认为只有铁钴镍三种元素具有磁性呢？居里温度：掌控磁性材料磁性有无的临界温度居里温度（Curie temperature，Tc），又称磁性转变点，是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。

温度低于居里温度时，磁性材料有磁性，但一旦温度高于该物质的居里温度，该物质的磁性就会消失，成为顺磁性物质，不具有磁性。

不同磁性材料的居里温度不同，如铁的居里温度为786℃、钴的居里温度为1070℃、镍的居里温度为376℃、钆的居里温度为20℃。

由上可知：钆虽然也可以有磁性，但当温度高于20℃时，磁性就会消失。

在地球上，20℃是很常见的温度，甚至算是低温，因此要想保持钆的磁性需要对其严加看护，不然一不小心磁性就会消失，变成一块毫无吸引力的“废铜烂铁”。

此外，作为一种稀土材料，钆在地壳中的含量仅为0.000636％，储量少、开采难度大，注定其难以为众人所知，因此钆很少被列为磁性物质。

虽然在铁磁性材料中难以大放异彩，但在某些特殊领域，钆被寄于重任。

•钆有最高的热中子俘获面，可用作核反应堆的控制棒和中子吸收棒。

•由于一种材料在受到磁场作用成为磁性组织时放热，磁性消失是又会吸热，利用这一性质，用钆盐经磁化制冷可获得接近绝对零度的超低温。

世间金属八十种，为何偏偏只有铁钴镍钆之原子核外要有未成对的电子1907年，法国科学家外斯提出了铁磁性假说，较为系统地解释了铁磁现象出现的本质原因和规律，假说大致可分为两点：铁磁物质内部存在很强的“分子场”，在“分子场”的作用下，原子磁矩趋于同向平行排列，即自发磁化至饱和，称为自发磁化；铁磁体自发磁化分成若干个小区域，这些自发磁化至饱和的小区域被称为磁畴，由于各个磁畴的磁场方向各不相同，其磁性彼此相互抵消，所以物体对外不显磁性。

一、实验目的1. 了解铁、钴、镍三种金属的基本性质及其在化学反应中的表现。

2. 掌握铁、钴、镍化合物的制备方法及其性质。

3. 培养实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。

二、实验原理铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）是周期表中的过渡金属元素，它们具有丰富的化学性质。

本实验通过观察铁、钴、镍在不同条件下的反应，分析其化学性质。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 铁（Fe）片- 钴（Co）片- 镍（Ni）片- 盐酸（HCl）- 硫酸（H2SO4）- 氢氧化钠（NaOH）- 氯化钠（NaCl）- 硫氰酸钾（KSCN）- 硫酸铜（CuSO4）- 氨水（NH3·H2O）- 碘化钾（KI）- 氯水（Cl2）2. 实验仪器：- 试管- 烧杯- 滴定管- 研钵- 电子天平- 酒精灯- 铁架台- 玻璃棒四、实验步骤1. 铁的性质实验：a. 将铁片放入盐酸中，观察铁片表面变化。

b. 将铁片放入硫酸铜溶液中，观察溶液颜色变化。

c. 将铁片放入氨水中，观察溶液颜色变化。

2. 钴的性质实验：a. 将钴片放入盐酸中，观察钴片表面变化。

b. 将钴片放入硫酸铜溶液中，观察溶液颜色变化。

c. 将钴片放入氨水中，观察溶液颜色变化。

3. 镍的性质实验：a. 将镍片放入盐酸中，观察镍片表面变化。

b. 将镍片放入硫酸铜溶液中，观察溶液颜色变化。

c. 将镍片放入氨水中，观察溶液颜色变化。

4. 铁钴镍化合物的制备：a. 将铁、钴、镍分别与盐酸反应，观察反应现象。

b. 将铁、钴、镍的盐溶液与氢氧化钠反应，观察沉淀颜色。

c. 将铁、钴、镍的盐溶液与氯化钠反应，观察溶液颜色变化。

五、实验结果与分析1. 铁的性质实验：a. 铁片与盐酸反应产生气泡，溶液颜色由无色变为浅绿色。

b. 铁片与硫酸铜溶液反应，溶液颜色由蓝色变为浅绿色，铁片表面出现红色沉淀。

c. 铁片与氨水反应，溶液颜色由无色变为浅绿色。

2. 钴的性质实验：a. 钴片与盐酸反应产生气泡，溶液颜色由无色变为浅蓝色。

一、实验目的1. 了解铁钴镍合金的制备方法和特点；2. 掌握电解铁钴镍时的反应机理及控制技术；3. 熟悉常规化学分析方法的操作；4. 培养实验观察能力。

二、实验原理铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）是周期表中的过渡金属元素，它们具有相似的化学性质。

在实验中，我们将通过电解法制备铁钴镍合金，并观察其物理和化学性质。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 铁、钴、镍金属片- 硫酸- 硫酸铜- 氢氧化钠- 氯化钠- 碘化钾- 氢氧化铵- 氨水- 硫氰酸钾- 银氨溶液- 氢氧化钠溶液- 硫酸亚铁铵溶液2. 实验仪器：- 电解槽- 铂电极- 银电极- 滴定管- 烧杯- 烧瓶- 烧杯夹- 玻璃棒- 铁架台- 热水浴四、实验步骤1. 制备铁钴镍合金- 将铁、钴、镍金属片分别放入硫酸中，去除表面的氧化物。

- 将去除氧化物的金属片放入电解槽中，加入适量的硫酸铜溶液。

- 将铂电极和银电极分别插入电解槽中，连接电源。

- 开启电源，进行电解反应，直至金属片表面形成合金层。

- 关闭电源，取出金属片，用热水清洗。

2. 观察合金的性质- 将制备好的铁钴镍合金进行外观观察，记录其颜色、硬度等性质。

- 将合金进行导电性测试，记录其电阻值。

3. 分析合金成分- 将合金样品溶解于硫酸中，制备成溶液。

- 采用化学滴定法，分别测定铁、钴、镍的含量。

- 计算合金中各元素的摩尔比。

4. 研究合金的化学性质- 将合金样品溶解于氢氧化钠溶液中，观察其颜色变化。

- 将合金样品与碘化钾溶液反应，观察其颜色变化。

- 将合金样品与硫氰酸钾溶液反应，观察其颜色变化。

- 将合金样品与银氨溶液反应，观察其颜色变化。

五、实验结果与分析1. 铁钴镍合金的制备- 通过电解法制备的铁钴镍合金呈银灰色，硬度较高。

- 合金具有良好的导电性，电阻值为1.5×10^-4Ω·m。

2. 合金成分分析- 铁钴镍合金中，铁、钴、镍的摩尔比为2:1:1。

3. 合金的化学性质- 铁钴镍合金在氢氧化钠溶液中呈灰绿色，表明其具有一定的还原性。

一、实验目的1. 了解铁、钴、镍三种元素的基本性质。

2. 掌握铁、钴、镍的氧化还原性质。

3. 熟悉铁、钴、镍的配合物生成及鉴定方法。

4. 培养实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。

二、实验原理铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）是周期表中的过渡金属元素，它们在化学反应中表现出丰富的氧化还原性质。

实验过程中，我们将通过一系列反应来观察和分析铁、钴、镍的性质。

三、实验器材与试剂1. 器材：试管、烧杯、滴管、酒精灯、镊子、试管架、铁架台、滤纸等。

2. 试剂：铁粉、钴粉、镍粉、硫酸亚铁铵、硫酸铜、氯化钴、硫酸镍、氢氧化钠、氨水、盐酸、氯水等。

四、实验步骤1. 铁的氧化还原性质（1）取一小试管，加入少量硫酸亚铁铵溶液，观察溶液颜色。

（2）向溶液中加入少量铁粉，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

（3）向溶液中加入少量氯水，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

2. 钴的氧化还原性质（1）取一小试管，加入少量氯化钴溶液，观察溶液颜色。

（2）向溶液中加入少量钴粉，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

（3）向溶液中加入少量氯水，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

3. 镍的氧化还原性质（1）取一小试管，加入少量硫酸镍溶液，观察溶液颜色。

（2）向溶液中加入少量镍粉，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

（3）向溶液中加入少量氯水，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

4. 铁的配合物生成及鉴定（1）取一小试管，加入少量硫酸亚铁铵溶液，观察溶液颜色。

（2）向溶液中加入少量氨水，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

（3）向溶液中加入过量氨水，观察溶液颜色变化及沉淀是否溶解。

5. 钴的配合物生成及鉴定（1）取一小试管，加入少量氯化钴溶液，观察溶液颜色。

（2）向溶液中加入少量氨水，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

（3）向溶液中加入过量氨水，观察溶液颜色变化及沉淀是否溶解。

6. 镍的配合物生成及鉴定（1）取一小试管，加入少量硫酸镍溶液，观察溶液颜色。

（2）向溶液中加入少量氨水，观察溶液颜色变化及有无沉淀生成。

高考--常考元素--铁钴镍铁钴镍14.3.1 铁系元素概述铁在地壳中的含量为~5%，居第四位，次于铝。

在常用金属中，铁算得上最丰富、最重要和最廉价的了。

铁矿有赤铁矿Fe2O3 、磁铁矿Fe3O4、褐铁矿Fe2O3·3H2O、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2、钛铁矿FeTiO3和铬铁矿Fe(CrO2)2等，我国东北的鞍山、本溪、华北的包头、宣化、华中的大冶等地都有较好的铁矿。

钴相对地说是一种不常见的金属，地壳中的含量为0.0023%，但它分布很广，它通常和硫或砷结合，如辉钴矿CoAsS。

它还存在于维生素B12(一种钴(Ⅲ)的配合物)中。

镍比钴更丰富地存在于自然界，地壳中的含量为0.018%，它主要与砷、锑和硫结合为针镍矿、镍黄铁矿等，在陨石中含有铁镍合金。

铁、钴、镍主要用于制造合金。

铁有生铁、熟铁之分，生铁含碳在1.7﹪~4.5﹪之间，熟铁含碳在0.1﹪以下，而钢的含碳量介于二者之间。

如果在加入Cr、Ni、Mn、Ti等制成合金钢、不锈钢，可大大改善普通钢的性质。

铁Fe、钴Co、镍Ni位于周期表第四周期、第Ⅷ族，其物理性质和化学性质都比较相似，合称铁系元素。

铁系元素单质都是具有金属光泽的白色金属，铁、钴略带灰色，镍为银白色。

依Fe、Co、Ni 顺序，原子半径略有减小，密度增大。

它们的密度都比较大，熔点也比较高，熔点随原子序数的增加而降低，Fe、Co、Ni分别为1535℃、1495℃、1453℃。

这可能是因为3d轨道中成单电子数按Fe、Co、Ni的顺序依次减少(4、3、2)，金属键依次减弱的缘故。

钴比较硬而脆，铁和镍却有很好的延展性。

它们都表现有铁磁性，其合金是很好的磁性材料。

由于第一过渡系列元素原子的电子填充过渡到第Ⅷ族时，3d电子已经超过5个，所以它们的价电子全部参加成键的可能性减少，因而铁系元素已经不再呈现出与族数相当的最高氧化态。

铁的常见氧化态是+2和+3，与强氧化剂作用，铁可以生成不稳定的+6氧化态的高铁酸盐；钴和镍的常见氧化态都是+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氧化态更少见。

【考必备·清单】铁、钴、镍同属于元素周期表中的Ⅷ族，性质相近，故统称为铁系元素，其主要化合价为＋2和＋3价。

1．Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)性质差异(1)氧化物氧化铁与酸只发生复分解反应，而氧化钴与氧化镍在酸性溶液中显示出强氧化性：Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O、Ni2O3＋6HCl===2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O。

(2)氢氧化物铁的氢氧化物只与酸发生酸碱中和反应：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O。

镍、钴的氢氧化物与还原性酸发生氧化还原反应：2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Co2＋＋Cl2↑＋6H2O，2Ni(OH)3＋6H＋＋2Cl－===2Ni2＋＋Cl2↑＋6H2O。

(3)离子存在状态Fe3＋在酸性溶液中可以稳定存在，而Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)仅能够存在于固态物质或配合物中，在水溶液中会发生如下反应(镍同)：4Co3＋＋2H2O===4Co2＋＋4H＋＋O2↑。

2．Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)性质差异(1)氢氧化物还原性[Fe(OH)2>Co(OH)2>Ni(OH)2]①Fe(OH)2在空气中极易被氧化成Fe(OH)3；②Co(OH)2在空气中被O2氧化的速度较慢；可以被强氧化剂(H2O2)迅速氧化；③Ni(OH)2在空气中不易被氧化，只有在更强的氧化剂条件下才会氧化生成Ni(OH)3。

(2)与氨水反应①Fe(OH)2―→Fe(OH)3；②Co(OH)2―→[Co(NH3)6]2＋；③Ni(OH)2―→[Ni(NH3)6]2＋。

借此反应，可以使三种离子分离。

[名师点拨]①Co(OH)2可被氧气缓慢地氧化成棕褐色Co(OH)3，Ni(OH)2与氧气不反应，可采用较强的氧化剂将其氧化。

②Co(OH)3、Ni(OH)3在H2SO3溶液中被还原：2Co(OH)3＋H2SO3＋2H＋===2Co2＋＋SO2－4＋5H2O，2Ni(OH)3＋H2SO3＋2H＋===2Ni2＋＋SO2－4＋5H2O。

实验五：铁、钴、镍铁、钴、镍属于第八族元素，又称铁系元素。

氢氧化铁为红棕色固体，氢氧化亚铁为白色固体，但是氢氧化亚铁很容易被氧气氧化为氢氧化铁。

在Fe3+的溶液中滴加NH4SCN会得到Fe3+的血红色配合物，而在Fe2+的溶液中滴加NH4SCN不会有沉淀生成，也不会有颜色；在Co2+和Ni2+的溶液中滴加强碱，会生成粉红色氢氧化钴（II）和苹果绿色的氢氧化镍（II）沉淀，氢氧化钴（II）会被空气中的氧缓慢氧化为暗棕色的氧化物水合物Co2O3.xH2O。

氢氧化镍（II）需要在浓碱溶液中用较强的氧化剂（如次氯酸钠）才能氧化为黑色的NiO（OH）。

Co2O3和NiO（OH）会和水或酸根离子迅速发生氧化还原反应；在水溶液中Fe3+和Fe2+的水配合物的颜色分别为淡紫色和淡绿色的形式存在。

在Fe3+和Fe2+的溶液中分别滴加K4[Fe(CN)6]和K3[Fe(CN)6]溶液，都得到蓝色沉淀，它们是组成相同的普鲁士蓝和滕氏蓝，可以用来鉴定Fe3+和Fe2+的存在；由于Co3+在水溶液中不稳定，所以一般是将Co2+的盐溶在含有配合物的溶液中，用氧化剂将其氧化，从而得到Co3+的配合物；在含有Co2+的溶液中滴加NH4SCN溶液，会生成蓝色的[Co(NCS)4]2+，由此鉴定Co2+的存在；在含有Ni2+的溶液中逐滴滴加氨水，会得到蓝色Ni2+的配合物，在此基础上继续滴加丁二酮肟，得到鲜红色鳌合物沉淀，由此鉴定Ni2+的存在。

实验内容：1：Fe3+的氧化性、Fe2+的还原性及其离子鉴定（1）离子鉴定：分别用K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]、NH4SCN和0.25%邻菲罗啉来鉴定Fe3+和Fe2+。

（2）氧化还原特性；2：铁、钴、镍的氢氧化物，Co2+和Ni2+二价氢氧化物的制备与对比；3：钴、镍的配合物。

Co2+和Ni2+的鉴定反应。

注意事项：（1）此次实验是定性实验，颜色变化是实验的关键内容，颜色变化和离子的价态一一对应，仔细观察实验并在实验报告中反映、思考；药品：0.2M的FeCl3，2M的硫酸，铁粉，0.5M的NH4SCN，浓硝酸，0.1M的KMnO4，0.2M的Co(NO3)2，2M的NaOH，2M的HCl，0.2M的Ni(NO3)2，NH4Cl固体，6M的氨水，5%的H2O2，戊醇，饱和NH4SCN（溶解度：300C下，208克/100克水），0.2M的Ni(NO3)2，丁二酮肟（补加的药品）。

铁钴镍实验报告实验报告：铁、钴、镍的性质研究一、实验目的了解铁、钴、镍的基本物理和化学性质。

通过实验观察和分析，掌握铁、钴、镍在化学反应中的表现。

培养实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。

二、实验原理铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）是周期表中的过渡金属元素，它们具有相似的电子构型和化学性质。

通过本实验，我们将观察这些元素在空气中的氧化反应、与酸的置换反应以及与某些盐溶液的置换反应等现象。

三、实验材料与设备实验材料：铁丝、钴丝、镍丝、稀盐酸、稀硫酸、氯化钠溶液、硫酸铜溶液等。

实验设备：试管、烧杯、镊子、酒精灯等。

四、实验步骤与观察记录观察铁、钴、镍丝的外观和颜色，并记录。

将铁丝、钴丝、镍丝分别放入试管中，加入稀盐酸，观察并记录反应现象。

将铁丝、钴丝、镍丝分别放入试管中，加入稀硫酸，观察并记录反应现象。

将铁丝、钴丝、镍丝分别放入含有氯化钠溶液的烧杯中，观察并记录反应现象。

将铁丝、钴丝、镍丝分别放入含有硫酸铜溶液的烧杯中，观察并记录反应现象。

用酒精灯加热铁丝、钴丝、镍丝至红热状态，然后迅速伸入盛有氧气的集气瓶中，观察并记录反应现象。

五、实验结果与分析铁丝、钴丝、镍丝的外观均为银白色金属光泽。

在空气中放置一段时间后，表面会逐渐氧化形成一层氧化物薄膜。

铁丝、钴丝、镍丝与稀盐酸反应均产生气泡，说明它们能与酸发生置换反应生成氢气。

反应方程式如下：Fe + 2HCl →FeCl2 + H2↑Co + 2HCl →CoCl2 + H2↑Ni + 2HCl →NiCl2 + H2↑铁丝、钴丝、镍丝与稀硫酸反应也产生气泡，同样说明它们能与酸发生置换反应生成氢气。

反应方程式与上述类似。

在氯化钠溶液中，铁丝、钴丝、镍丝均未发生明显反应，说明它们与氯化钠溶液不反应。

在硫酸铜溶液中，铁丝、钴丝、镍丝表面均出现红色物质析出，说明它们能与硫酸铜发生置换反应生成铜。

反应方程式如下：Fe + CuSO4 →FeSO4 + CuCo + CuSO4 →CoSO4 + CuNi + CuSO4 →NiSO4 + Cu当加热铁丝、钴丝、镍丝至红热状态后迅速伸入盛有氧气的集气瓶中时，观察到铁丝剧烈燃烧火星四射生成黑色固体四氧化三铁；钴丝和镍丝也发生燃烧但火星较少生成相应的氧化物。