铁 钴 镍
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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。
使亚铁盐与KCN 溶液作用得Fe(CN)2沉淀,KCN 过量时沉淀溶解。
化学四大金属元素
化学的发展离不开元素,而元素又以金属元素为主要成分。
其中,金属元素有四种,分别是铁、钴、镍和锰。
铁是世界上最常见的金属元素,其元素符号为Fe,原子序数为26。
它以其成熟的性能来证明其受人们追捧的程度,是最为常见的五大金属组成元素之一。
铁在历史上被广泛用于打制武器和工具,也是蒸汽机、飞机等机械产品的主要原料在。
目前,铁在建筑、交通、冶炼等多个行业中有着重要作用。
钴符号为Co,原子序数为27,它是一种硬、耐化学腐蚀的金属元素,密度较大。
它有着显著的耐酸碱性,合金强度大,高温下具有高的耐热性,使得钴等合金广泛应用于航空航天和船舶、核反应堆、机床等行业。
镍符号为Ni,原子序数为28,它具有良好的耐腐蚀性、电磁屏蔽性和热稳定性等特性,是汽车、火车、航空、电力建筑等行业的重要原料。
因为镍的外观是银白色,所以在珠宝制作中,也有作为装饰的作用。
锰符号为Mn,原子序数为25,它是一种硬而坚韧的铁属元素,有着良好的耐蚀性和热稳定性,同时它还具有特殊的磁性,因此在航空、军工等行业工程上有越来越多的应用。
另外,锰也被大量用于化妆品、农药和食品等行业。
四大金属元素——铁、钴、镍和锰,是重要的基本元素,在化学中发挥着重要作用。
它们在工业、农业和家用设备制作等方面都发挥了巨大的作用,在这其中也给我们的生活带来了更多的便利。
第一过渡系元素(二)——铁、钴、镍铁、钴、镍是第一过渡系元素中应用广泛的三种金属。
它们都具有相似的化学性质和金属特性,因此在很多方面都有类似的应用。
下面我们就来看看这三种金属的特性和应用。
铁(Fe)是地球上广泛存在的元素,人类使用铁的历史已经有几千年了。
铁是一种重要的结构材料,它的强度和硬度很高,并且具有很好的可塑性和可焊性。
此外,铁还有很好的耐腐蚀性能。
由于其性能稳定、价格低廉,因此广泛应用于制造汽车、船舶、建筑等领域。
此外,铁还应用于电力行业,比如铁芯变压器核心、电缆等。
铁还是一种重要的磁性材料,被广泛应用于制作各种永磁体。
钴(Co)是一种稀有金属,它具有高强度、高耐磨性、高熔点等特性,因此被广泛应用于军工、航空航天等领域。
钴还是一种重要的磁性材料,被广泛用于制作磁记录材料、计算机硬盘等。
钴还被广泛应用于医疗行业,如制作人工骨骼、人工关节等。
钴的化合物被用作化学反应催化剂、生物体内一些酶的结构成分等。
镍(Ni)是一种有色金属,与铁、钴类似,具有高强度、高耐腐蚀性、高温性等特性。
镍是一种重要的合金元素,被广泛用于制造高强度的合金钢、高温合金、耐腐蚀合金等。
比如,合金钢通常采用镍铬或镍铬钼合金,具有较高的强度和硬度,广泛应用于汽车、船舶、机械制造等领域。
此外,镍还被广泛应用于电镀行业,用于制作各种饰品、厨房用具、电器外壳等。
镍的化合物也被广泛用作催化剂、电池材料等。
除了以上的应用,铁、钴、镍还有很多重要的应用,如铁和镍被用于生产不锈钢、硬质合金等材料,钴被用于生产永磁体、高温涂层等材料。
此外,在新能源、电子信息、医疗等领域,铁、钴、镍的应用也越来越广泛。
总之,铁、钴、镍是第一过渡系元素中应用广泛的三种金属,它们的性质相似,应用领域也有很大的交叉。
随着科技的不断发展和应用需求的不断变化,铁、钴、镍的应用也会不断扩展和深化。
铁钴镍铜锌的化学符号铁的化学符号是Fe,钴的化学符号是Co,镍的化学符号是Ni,铜的化学符号是Cu,锌的化学符号是Zn。
铁、钴、镍、铜、锌是五种重要的金属元素,它们都是我们生活中不可或缺的元素。
下面我们将逐个介绍它们的特点和用途。
1.铁(Fe)铁元素是地球上存在量最多的金属元素,在自然界中以不同的矿物形式存在。
它具有很高的熔点、密度和磁性,是制造铁路、桥梁、建筑、汽车、航空航天等重要设施的主要材料。
同时,铁还是制造化肥、合成纤维、医药等化学品的基本原料。
2.钴(Co)钴元素是一种重要的工业金属,具有高温强度和耐腐蚀性。
它常用来制造耐高温合金、切削刀具、涡轮叶片等高端产品。
此外,钴还被广泛应用于生物医学领域,如制造人工骨、心脏起搏器等医疗器械。
3.镍(Ni)镍元素是一种重要的合金添加剂,可以大幅提高材料的抗腐蚀性,耐久性和强度。
因此,镍被广泛应用于制造不锈钢、合金钢、高速钢、合金铸件等产品。
此外,镍还是生产电池、光学玻璃、化学合成等领域中不可缺少的原材料。
4.铜(Cu)铜元素是导电性和导热性最好的金属元素之一,常用于制造电线、电缆和导体等电气产品。
此外,铜还被应用于制造装饰品、艺术品、器具等方面,如古董、钟表、乐器等。
铜也是制造青铜器、铜器等文化遗产的重要材料。
5.锌(Zn)锌元素是一种重要的合金元素,可以提高合金的硬度、强度和耐蚀性。
锌还是生产蓄电池、润滑油、橡胶、化妆品等领域中重要的原料。
此外,锌还被应用于冶金、建筑、农业等行业。
综上所述,铁、钴、镍、铜、锌都是非常重要的金属元素,它们在不同领域都扮演着不可替代的角色。
相信随着人类技术的不断发展,这些金属元素将会有更广泛的应用空间。
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。
电化学沉积铁钴镍
电化学沉积铁钴镍是一种常用的表面处理技术,通过在金属基底上沉积铁、钴和镍合金来提高金属表面的性能。
这种技术在电子、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用,可以有效提高材料的硬度、耐蚀性和磨损性能。
电化学沉积铁钴镍的过程是在电解质溶液中利用外加电流将铁、钴、镍离子还原成金属沉积在基底表面。
这一过程主要包括两个反应:阳极反应和阴极反应。
在阳极处,金属离子释放出电子形成金属原子,而在阴极处,金属离子接受电子还原成金属沉积在基底表面。
通过控制电流密度、温度、PH值等条件,可以调节合金的成分和结构,从而获得不同性能的镀层。
铁钴镍合金具有优异的磁性能和耐蚀性,因此在电子领域广泛应用于磁头、传感器等器件的制造。
钴的加入可以提高合金的硬度和耐磨性,镍的加入可以提高合金的耐腐蚀性。
因此,铁钴镍合金在航空航天和汽车领域也得到了广泛的应用,用于制造高强度、耐腐蚀的零部件和结构件。
在实际应用中,电化学沉积铁钴镍的工艺参数对镀层的性能有着重要影响。
合适的电流密度可以获得均匀致密的镀层,而过高的电流密度则容易导致气孔和裂纹的产生。
适当的温度和PH值可以提高沉积速度和镀层的结晶度,从而改善镀层的性能。
此外,添加适量的添加剂如柠檬酸、硫酸等也可以改善镀层的质量。
总的来说,电化学沉积铁钴镍是一种有效的表面处理技术,可以获得具有优异性能的合金镀层。
随着材料科学的发展,电化学沉积技术将会得到进一步的改进和应用,为各个领域的材料加工提供更多选择和可能。
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Cl2 + 2Fe2+(浅绿)=2Fe3+(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、Fe3+、Co3+、Ni3+的氧化性由于Co3+和Ni3+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(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。
【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)。