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铁系元素知识点铁系元素是指周期表中的8个元素，包括铁（Fe）、铬（Cr）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）和钌（Ru）。
这些元素在化学性质和应用中有许多相似之处，下面将逐步介绍铁系元素的一些知识点。
1.铁（Fe）铁是地壳中含量最丰富的金属元素之一。
它的特点是具有良好的延展性和导电性，而且能够与氧反应生成氧化铁。
铁广泛应用于建筑、制造业和能源等领域。
2.铬（Cr）铬是一种硬质且具有优异耐腐蚀性的金属。
它在不锈钢制造和电镀行业中得到广泛应用。
铬还可以形成一种绿色的化合物——铬酸盐，被用作颜料和染料。
3.锰（Mn）锰是一种重要的合金元素，可以提高钢的硬度和韧性。
锰还被用于制造电池、化肥和染料。
锰的化合物在玻璃工业中也有应用。
4.钴（Co）钴是一种重要的金属元素，具有磁性和耐高温性能。
它广泛应用于合金制造、电池和催化剂等领域。
钴还用于制造钴蓝颜料，被广泛用于陶瓷和玻璃工艺品中。
5.镍（Ni）镍是一种耐腐蚀的金属，广泛应用于合金制造和电镀行业。
镍合金在航空航天、化工和核工业中具有重要作用。
镍也是一种重要的催化剂，被用于化学反应中。
6.铜（Cu）铜是一种良好导电性能和导热性能的金属。
它广泛应用于电线、电缆和电子设备制造。
铜还是一种重要的合金元素，例如青铜就是铜和锡的合金。
7.锌（Zn）锌是一种常见的金属元素，具有抗腐蚀性。
锌广泛应用于镀锌、电池、合金制造和化工等领域。
锌还是人体必需的微量元素，对维持免疫系统和生长发育具有重要作用。
8.钌（Ru）钌是一种稀有的金属元素，具有良好的耐腐蚀性。
钌常被用作催化剂和合金元素。
它还被用于制造钌红颜料、电子元件和光学器件。
以上是铁系元素的一些知识点介绍。
铁系元素在工业和科学研究中扮演着重要角色，它们的性质和应用各不相同，但又有些相似之处。
了解这些知识点有助于我们更好地理解和应用这些元素。
铁的化学元素
铁（Fe）是化学元素周期表中的第二十五号元素，其原子序数为26，拉丁字母及符号为Fe，属于金属元素，属于第八组，元素体系中的分子量为56。
铁元素有十种同位素，其中54Fe为主要的同位素，占地壳的比例为95.8%，57Fe占2.2%，58Fe占0.7%，55Fe占0.2%。
铁在自然中以铁矿石的形式存在，铁矿石主要有黑色金长岩、褐色超铁质岩物和磁铁矿，其中以黑色长岩和褐色超铁质岩物为主，磁铁矿仅占少数。
铁元素具有较强的韧性、磁性、电导性和化学反应性，能与水、氧及其他化学物质形成反应，有很强的电阻性。
其它化学物质与铁发生反应，可以形成碳氢化合物、氧化铁元素的化合物等多种化学物质。
铁的正常气温下已形成多种氧化状态：Fe0（金属铁）、Fe2+（亚铁铁）、Fe3+（铁酸铁）。
此外，铁的反应也可以形成其它铁氧化物，如氧化铁亚铁、氧化铁钙、氧化铁钠和氧化铁锆等。
在绝大多数情况下，金属铁是铁的最稳定状态，它是铁元素最重要的一个氧化状态，它属于稳定的超强铁矿物，具有较强的磁性、坚韧性、抗氧化性及高熔点等特性。
此外，它的电导性和抗磨性也较强。
同时，铁的化学性质也会随着其含量的变化而发生变化，当含量小于4.3%时，钢又是另外一种特殊的金属，其主要成分为镍、锰、磷和铬。
这些元素使钢具有强度、韧性和耐腐蚀性等特性，使其成为重要的建筑材料、工业材料和必需品等。
22 铁系元素和铂系元素22-1铁系元素通性ⅧB族元素与其它各族元素不同，有三个直行共九个元素，即第四周期的铁、钴、镍，第五周期的钌、铑、钯，第六周期的锇、铱、铂，通常把这九个元素按其性质上的接近程度分为两组，把第四周期的Fe、Co、Ni称为铁系元素，而其余六个元素则称为铂系元素，这里先讨论铁元素。
1.铁系元素的基本情况价电子构型3d64s2 3d74s2 3d84s2主要氧化数 +1.+2.+3 +2.+3.+4 +2.+3.+4原子半径(pm) 124.1 125.3 124.6离子半径(M2+) 74 72 69电离势(KJ/mol-1) 764.0 763 741.1电负性 1.83 1.88 1.91φ0M2+/M(V) -0.473 -0.227 -0.232①从价电子构型看，外层4s轨道均有2个电子，次外层3d轨道分别为6.7.8而原子半径，离子半径以很相近，因此性质相似。
②由于3d轨道已超过5个电子，全部价电子参与成键的可能性减少，随着价电子数的增加，从Fe-Co-Ni形成高氧化态的趋势减小；Fe有稳定的+2.+3氧化态，在强氧化剂存在下，可出现不稳定的+6氧化数(高铁酸盐FeO42-)；Co则通常表现为+2，在强氧化剂存在下可出现不稳定的+3氧化态；Ni则经常表现为+2氧化态。
这可理解为在电子层数相同的情况下，随着原子序数增加(3d电子增加)，有效核电荷增加，使核对价层电子的吸引力增强，故3d电子的稳定性增加而难于参加成键。
因而显高氧化态趋于困难。
③从电离势和φ0值可以看出从Fe-Ni金属活泼性减弱，这也可从Z*的变化加以理解。
2.单质的性质①都具有铁磁性，即经磁场作用后，能使磁场大大加强，磁场取消后也不立即消失。
②都是中等活泼的金属。
(见φ0M2+/M)a.在常温和无水蒸汽存在时，几乎不与O2、S、Cl等非金属单质反应，但在高温下，则能与很多非金属和水蒸汽反应。
如：b. 它们都能溶于稀酸。
【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。
一、实验目的1. 了解铁系元素的基本性质和特点。
2. 掌握铁系元素在化学实验中的应用。
3. 通过实验，加深对铁系元素的认识。
二、实验原理铁系元素是指铁、钴、镍这三种性质相似的元素，它们在周期表中分别位于8族、9族及10族（合称B族）之首，位于6个铂族元素上方。
铁系元素的电子壳层最外层都有两个电子，但第二外层的电子数不同，分别为6、7、8。
由于它们具有相近的原子半径，因此它们的性质也会很相似。
铁系元素的一大特征为其单质在常温下表现出铁磁性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：铁、钴、镍单质，盐酸，硫酸，氢氧化钠，硫酸铜溶液，硫酸亚铁溶液，硫酸钴溶液，硫酸镍溶液，氯化铁溶液，氯化钴溶液，氯化镍溶液等。
2. 实验仪器：烧杯，试管，酒精灯，铁架台，滴定管，移液管，玻璃棒，滤纸等。
四、实验步骤1. 铁的实验（1）取一定量的铁片，用砂纸打磨表面，观察其颜色和硬度。
（2）将铁片放入盐酸中，观察铁片表面产生的气泡，记录反应速率。
（3）取一定量的硫酸亚铁溶液，加入氢氧化钠溶液，观察沉淀的形成。
（4）将硫酸亚铁溶液与硫酸铜溶液混合，观察颜色变化。
2. 钴的实验（1）取一定量的钴片，用砂纸打磨表面，观察其颜色和硬度。
（2）将钴片放入盐酸中，观察铁片表面产生的气泡，记录反应速率。
（3）取一定量的硫酸钴溶液，加入氢氧化钠溶液，观察沉淀的形成。
（4）将硫酸钴溶液与硫酸铜溶液混合，观察颜色变化。
3. 镍的实验（1）取一定量的镍片，用砂纸打磨表面，观察其颜色和硬度。
（2）将镍片放入盐酸中，观察铁片表面产生的气泡，记录反应速率。
（3）取一定量的硫酸镍溶液，加入氢氧化钠溶液，观察沉淀的形成。
（4）将硫酸镍溶液与硫酸铜溶液混合，观察颜色变化。
五、实验结果与分析1. 铁的实验（1）铁片表面呈现银白色，硬度较高。
（2）铁片与盐酸反应产生气泡，反应速率较快。
（3）硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀。
（4）硫酸亚铁溶液与硫酸铜溶液混合后，溶液颜色变为浅绿色。
铁系元素知识点总结高中一、铁系元素的基本概念铁系元素是指周期表中第八族元素，包括铁、钴、镍等。
它们在自然界中非常常见，广泛存在于地壳、生物体中，对人类社会起着非常重要的作用。
铁系元素具有一些共同的特点，如具有相似的电子结构、物理性质和化学性质等。
二、铁的性质及应用1. 铁的性质铁是一种银白色的金属，具有很高的导电、导热性能和韧性，易于加工成各种形状，因此被广泛用作建筑材料、工业原料等。
2. 铁的应用铁广泛用于制造建筑材料、机械设备、交通工具、武器等。
在现代社会中，铁已成为不可或缺的航空工业的材料。
三、钴的性质及应用1. 钴的性质钴是一种贵金属，具有非常高的磁性和耐热性，是一种重要的合金原料。
钴的化学性质相对较稳定，不易氧化腐蚀。
2. 钴的应用钴广泛用于生产合金、电池、化工催化剂等。
其中，钴钼合金被广泛用于制造飞机发动机零件，电池中的锂钴酸锂也成为了电动汽车电池的主要材料。
四、镍的性质及应用1. 镍的性质镍是一种金属元素，与铁相似，具有较高的硬度、耐腐蚀性和磁性，是一种重要的合金原料。
镍的化学性质稳定，在氧化环境中不易被氧化。
2. 镍的应用镍广泛用于生产合金、电池、催化剂等。
其中，不锈钢是一种重要的合金材料，镍在其中起着非常重要的作用。
此外，镍在航空航天、医疗器械等领域也有着广泛的应用。
五、铁系元素在生物体中的作用铁系元素在生物体中起着非常重要的作用。
铁是血红素和肌红蛋白的组成成分，参与体内的氧气运输和储存，维持机体的生物活动。
在植物中，铁也是一种重要的微量元素，对植物的生长发育起着至关重要的作用。
六、铁系元素的环境影响铁系元素在工业生产、矿产开采等过程中会产生大量的废水、废气、废渣等，对环境造成了严重的污染。
特别是镍、铁等元素的矿产开采和冶炼过程中会产生大量的氧化镍、氧化铁等废渣，对土壤和地下水造成了严重的污染。
此外，钴、镍等元素的大量排放也对周围的生态环境产生了不良的影响。
七、铁系元素的利用与保护为了充分利用铁系元素的资源，减少对自然环境的破坏，需要采取一系列的措施，包括加强资源勘探、加强对冶炼废渣的处理、推广循环利用技术等，以实现可持续发展的目标。
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）。
