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第21章 过渡金属2_无机化学

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第二十一章过渡金属(二)

第二十一章过渡金属(二)

O2 + 2H2O + 4e-
4OH- E B = +0.401V
2021/3/14
Fe2++2OH-
Fe(OH)2 (s,白色)
(或氨水)
立即
4Fe(OH)2 +O2+2H2O
4Fe(OH)3(s,红棕色)8
第二十一章 过渡金属（二）
§21.1 铁系元素
{ Co2++2OH-
Co(OH)2 (s,粉红色）
2. 铁系元素的价层电子结构及氧化态
元素符号 次外层电子数 最外层电子数
Fe
3d6
4s2
Co
3d7
4s2
Ni
3d8
4s2
2021/3/14
3
第二十一章 过渡金属（二）
§21.1 铁系元素
元素符号
Fe
Co
Ni
常见氧化态 +2,+3,+6 +2,+3
+2
一般条件下,铁常见的氧化态是＋2、 ＋3,与强氧化剂作用,铁可以生成不稳定的 +6氧化态;
4Fe(OH)3 4Co(OH)3
2021/3/14
14
第二十一章 过渡金属（二）
§21.1 铁系元素
共性三
高氧化态的氢氧化物具有氧化性，按 Fe—Co—Ni的顺序，氧化能力依次增强。
例如: Fe(OH)3+3HCl 2Co(OH)3+6HCl
2021/3/124 Ni(OH)3+6HCl
FeCl3+3H2O (酸碱反应)
O2 + 4H+ + 4e-
2H2O E A = +1.229V

无机化学区过渡元素优秀课件

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另一方面, 原子半径不是单 调地减小, 而是一条两峰一谷的 曲线。
造成这种两峰一谷的原因有三个：
其一为电子的精细结构, 即由于具有半充满 f 层(f7)的 Eu 和全充满 f 层(f14)的Yb 只用2个 6s2 电子形成金属键, 因 而键较弱、核间距较大, 故在Eu和Yb处出现两个峰值, 而Ce 平均用3.1个电子成键, 金属键较强, 其半径略小于Pr, 故在 Ce处微凹成一小谷。其余镧系元素均以三个电子成键, 故随 原子序数的增大, 半径均匀减小。
由于La到Lu的15个元素在物理性质、化学性质上的相 似性和连续性, 人们习惯上把La(4f0)到Lu(4f14)的15个元素 统称为镧系元素(简写为Ln),
同样地, 把Ac(5f0)到Lr(5f14)的15个元素统称为锕系 元素(简写为An)。这样, f区元素包含了由4f0到4f14的15 个镧系元素和由5f0到5f14的15个锕系元素。
La、Gd、Lu的构型可以 用f0、f7、f14(全空、半满和全 全满)的洪特规则来解释, 但Ce的结构尚不能得到满意的解释, 有 人认为是接近全空的缓故。
这两种电子结构可以用来说明镧系元素化学
性质的差异。
这些元素在参加化学反应时需要失去价电子, 由于4f轨道被外层电子有效地屏蔽着, 且由于 E4fE5d, 因而在结构为4fn6s2 的情况下, f电子要参 与反应, 必须先得由4f 轨道跃迁到 5d 轨道。这样, 由于电子构型不同, 所需激发能不同, 元素的化学 活泼性就有了差异。
10.1.1 镧系元素的价电子层结构
下表列出镧系元素在气态时和在固态时原子的电子层结构。
镧系元素气态原子的4f轨 道的充填呈现两种构型, 即4fn－1 5d16s2和4fn6s2, 这两种电子构型 的相对能量如左图所示。

元素无机化学：第20-22章 d区过渡金属

元素无机化学：第20-22章 d区过渡金属
第20-22章 d区过渡金属
(d Block transiton Metal）
§ 1 过渡元素通性 § 2 钛副族 § 3 钒副族 § 4 铬副族 § 5 锰副族 § 6 铁系元素 § 7 铂系元素
§ 1 过渡元素通性
过渡元素定义：具有部分充填d或f壳层电子的 元素，包括四，五，六周期从IIIB到VIII族元素， 人们也常将铜副族作为过渡元素，因为它们某些 氧 化 态 d 轨 道 的 电 子 未 充 满 ， 如 Cu2 ＋ 具 有 3d9 ， Au3＋ 5d8
Ti的丰度居元素分布序列中第十位，属于含量较 为丰富的金属元素。钛的熔点为1680℃，沸点3260℃， 密度为4.5g·cm-3。钛具有特强的抗腐蚀作用，无论在 常温或加热下，或在任意浓度的硝酸中均不被腐蚀。 钛矿物有钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2。
钛或钛合金的密度与人的骨 骼相近，对体内有机物不起化学 反应，且亲和力强，易为人体所 容纳，对任何消毒方式都能适应， 因而常用于接骨、制造人工关节 等。又称为生命金属。
除s电子外，d电子可参与成金属键，自左向右未成对价电 子增多，至VIB族（铬族）可能提供6个单电子，相互作用力大， 金属键强，因此在过渡系中，铬族（Cr，Mo，W）熔点最高， 硬度也很大，除Mn和Tc外（熔点反常）随后自左向右熔点又有 规律下降。
铬族价电子层构型: (n-1)d5ns1
熔点变化示意图
§ 2-3 锆铪的化合物
因镧系收缩，Zr和Hf半径相似，化学性质 相似，化合物主要是＋4（d0，无色），主要化 合物有MX4和MO2，ZrO2是白色粉末，不溶于 水，未经高温处理的ZrO2能溶于无机酸，但高 温下制得的ZrO2有化学惰性，除HF外，不与其 它酸作用，熔点（2973K）高，是制造坩锅和 高温陶瓷的原料。

第二十章 过渡金属(II)

第二十章 过渡金属(II)

[Al( H 2 O) 6 ]3+
无色 Al(OH)3 白色 两性 不溶 无
小结
小结： 小结：
Fe2+ H+ Fe(OH)2 NH3 · H2O Fe2+ 淡绿 OHFe(OH)2(s,白) O2 Fe(OH)3(s,红棕) HCl Fe3+ 鉴定：Fe(NCS)n3-n 血红 KFe [Fe(CN)6]x(s,蓝)
2
→ Fe(CN)
土黄
3− 6
+ Cl
−
常用盐：K4[Fe(CN)6] 黄血盐 K3[Fe(CN)6] 赤血盐
黄色 晶体为红色
FeCl3 + 3K 2C2O4 K 3[Fe(C2O 4 )3 ](翠绿) + 3KCl →
鉴定
3.离子的鉴定 离子的鉴定 Fe离子的鉴定： Fe离子的鉴定： 离子的鉴定 Fe2+的鉴定：(酸性条件)
Co
Co(OH)Cl(s, 蓝) 氯化羟钴(碱式氯化钴)
Co + 2OH Co(OH)2 (s, 粉红) →
→ Co(OH)3 (s, 暗棕色)
O2
2+ −
Co 2 O 3 ⋅ xH 2 O (慢)
Ni2+ + 2OH− → Ni(OH)2 (s, 果绿 )
O2 → NiO(OH)(s, 黑色)
卤化物
小 小
还 原 性 Fe(Ⅲ) FClBrFeF3 FeCl3 FeBr3 *
氧化性 Co(Ⅲ) CoF3 (350℃分解) CoCl3 (常温分解) * * * * *
大
Ni(Ⅲ) -
大
稳定性
小 小
FeCl3
① FeCl3有明显的共价性，易潮解。

过渡金属-2

过渡金属-2
24
b
氯化钴
• 由于氯化钴分子中结晶水数目的不同水合氯化钴而显出不同的颜色： 325k 363k 393k CoCl2·6H2O CoCl2·2H2O CoCl2·H2O CoCl2 粉红 紫红 蓝紫 蓝 因此，氯化钴可在 变色硅胶干燥剂中 用作指示剂和制显 影墨水
21
3. 氧化数为+6
FeO42- + 8H+ + 3eFeO42- + 4H2O + 3eFe3+ + 4H2O Fe(OH)3 + 5OH-
由此可知，在酸性介质中高铁酸根离子是一个强氧化剂，一般的氧化剂很难 把Fe3+ 氧化成FeO42- 。 但在强碱介质中，Fe(Ⅲ)却能被一些氧化剂氧化： 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O
其次，随着水解的进行，同时发生各种类型的缩合反应
• 随着PH值的增大，水解倾向增大，溶液颜色有黄棕色逐渐变为红棕色
20
聚合的Fe2(OH)24+ 、Fe2(OH)42+ 能和SO42+ 结合，生成浅黄色 浅黄色 的复盐晶体M 的复盐晶体M2Fe6(SO4)4(OH)12 M=K+ ，Na+ ，NH4+ 俗称黄铁钒。黄铁钒在水中的溶解度小，而且颗粒小，沉 淀速度快，很容易过滤，因此在水法冶金中，已广泛采用 声称黄铁钒的方法出去杂质铁。 1. 加入氧化剂如NaClO3，使所有的 铁转化为Fe3+离子 2. 控制PH值在1.6—1.8左右 3. 使温度保持在 358—368K

无机化学过渡元素PPT课件

无机化学过渡元素PPT课件

H2O
Cl–
H2O
H2O
Cr
Cl–
H2O
H2O
H2O
Cl-
H2O Cl
H2O
Cr
Cl–
H2O
H2O
Cl– H2O H2O
Cl H2O
H2O
Cr H2O
H2O H2O
Cl– Cl– H2O
Cl–
Cl
Cl–
H2O
Cr
H2O
H2O
H2O H2O H2O
三、铬(VI)的重要化合物
2CrO42-(yellow) +2 H+ Cr2O72- (Orange red) + H2O
/programs/view/klU8lPkTF9A/
例如，镍-钛合金在40oC以上和40oC以下 的晶体结构是不同的，但温度在40oC上下变 化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形态 发生变化。这里，40oC就是镍-钛记忆合金 的“变态温度”。各种合金都有自己变态温 度。
p酸H性<条2：件C下r，2OC7r22-O为72主-的，C具lp-有H强>6氧：化C性rO42-为C主l2 。
Cr2O72- +
IH+
SO32-
I2 SO42- + Cr3+
Fe2+
Fe3+
H2S
S
怎样判断洗液失效？
200
Orange red
Cr O 227
G KJ.mol-1
100 Cr
0
-100
离子鉴定CrO42-
加H2O2和乙醚
乙醚
CrO42- + 2H2O2 +2H+ = 3H2O + CrO5(blue)

高校无机化学(高教版)附加材料过渡金属2课件


2Fe 2 O3 + 8Na 2 CrO4 + 8CO2
② 2Na 2 CrO4 + H 2SO 4
Na 2 Cr2 O7 + Na 2SO 4 +H 2 O
(2) 以K2Cr2O7为原料制备其他含铬化合物
浓H2SO4
(暗红色,针状)
KCl,浓H2SO4
CrO3(铬酐) 冷却 (NH4)2Cr2O7 CrO2Cl2(氯化铬酰)
Fe(CrO2)2(s) Na2CO3 (s) Na2CrO4 (aq)
1000 ℃ ~1300℃
①
Na2CrO4(s) Fe2O3 (s)
H2O 浸取
H2SO4 酸化 ②
Na2Cr2O7 KCl Na2Cr2O7 (aq) 复分 K2Cr2O7
解
① 4Fe(CrO2 ) 2 + 8Na 2 CO3 + 7O 2
3+ + + 3S 2Cr 7H2O
3+ + + 3I2 2Cr 7H2O
6Fe
3+ +
2Cr
3++
7H2O
7H2O
3Sn
4+ +
2Cr
3++
K 2Cr2O7 (s) + 14HCl(浓) 铬酸洗液
3Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O
2.铬(Ⅲ)的化合物
(1) Cr2O3的制备与性质 Δ 4Cr + 3O 2Cr2O3 制备： 2
Δ (NH4 ) 2 Cr2O7 Cr2O3 + N 2 + 4H2O

第二十一章 过渡金属(II)


(4) 羰合物
铁系元素与CO易形成羰合物, 例如Fe、Co、Ni的几个羰合物: 铁系元素与CO易形成羰合物, 例如Fe、Co、Ni的几个羰合物:
羰合物
[Fe(CO)5] 浅黄(液 浅黄 液) -20 103
[Co2(CO)8] 深橙(固 深橙 固) (51～5，Co2+，Ni2+，Fe 等离子均能与CNFe2+，Co2+，Ni2+，Fe3+等离子均能与CN-形成配合物。 Fe(Ⅱ 盐与KCN溶液作用得白色Fe(CN)2沉淀，KCN过量时 Fe(Ⅱ)盐与KCN溶液作用得白色Fe(CN)2沉淀，KCN过量时 Fe(CN)2溶解，形成[Fe(CN)6]4Fe(CN)2溶解，形成[Fe(CN)6]4-： Fe2+ + 2CN- ─→ Fe(CN)2↓ 2CNFe(CN)2↓ Fe(CN)2 + 4CN- ─→ [Fe(CN)6]44CN[Fe(CN)6]4从溶液中析出来的黄色晶体K4[Fe(CN)6]·3H2O，俗称黄血 从溶液中析出来的黄色晶体K4[Fe(CN)6]·3H2O，俗称黄血 盐。 通入氯气(或加入其它氧化剂)，可将[Fe(CN)6]4通入氯气(或加入其它氧化剂)，可将[Fe(CN)6]4-氧化为 赤血盐) [Fe(CN)6]3-：(K3[Fe(CN)6]深红色晶体，俗名赤血盐) Fe(CN)6]3- (K3[Fe(CN)6]深红色晶体，俗名赤血盐 2[Fe(CN)6]42[Fe(CN)6]4- + Cl2 ─→ 2[Fe(CN)6]3- + 2 Cl2[Fe(CN)6]3Cl在含有Fe2+的溶液中加入赤血盐溶液；在含有Fe3+的溶液 在含有Fe2+的溶液中加入赤血盐溶液；在含有Fe3+的溶液 中加入黄血盐溶液，均能生成蓝色沉淀： K+ + Fe2+ + [Fe(CN)6]3- ─→ KFe[Fe(CN)6]↓(蓝) [Fe(CN)6]3KFe[Fe(CN)6]↓ K+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4- ─→ KFe[Fe(CN)6]↓(蓝) [Fe(CN)6]4KFe[Fe(CN)6]↓

过渡金属(无机教案)


Ni2+ + 2OH- ─→ Ni(OH)2↓(绿色 绿色) 绿色 在空气中不发生变化
2Ni(OH)2＋2NaClO=2Ni(OH)3↓ ＋2NaCl
（黑色） 黑色）
2Ni(OH)2＋Br2＋2NaOH=2Ni(OH)3↓ ＋2NaBr
（黑色） 黑色）
思考： Co(OH)2会发生什么反应？ 会发生什么反应？ 思考：
羰基配合物成键情况： 羰基配合物成键情况：
形成σ 形成σ键
形成π 形成π键
注意： 注意： 1)羰基配合物有毒，在使用和制备 羰基配合物有毒， 羰基配合物有毒 的时候一定要注意安全； 的时候一定要注意安全； 2)羰基可被其它配体取代。 羰基可被其它配体取代。 羰基可被其它配体取代
Fe(CO)5 +2NO == Fe(CO)2（NO）2 +3CO ） Co2(CO)8+2NO == 2Co(CO)3（NO） +2CO ）
3、+3氧化态的盐 、 氧化态的盐
铁、钴、镍中只有铁和钴才有氧化态 的盐， 为+3的盐，其中铁盐较多。钴盐只能存 的盐 其中铁盐较多。 在于固态，溶于水迅速分解为 在于固态，溶于水迅速分解为Co2+盐。
M3+盐的氧化性
Fe3+
Co3+
Ni3+
氧化性增强， 氧化性增强，稳定性减弱
无水FeCl3的制备 无水
二、单质物理性质
单质都具有金属光泽，熔点、 单质都具有金属光泽，熔点、沸点较 高，都具有铁磁性。 都具有铁磁性。
三、单质化学性质
3Fe＋2O2==Fe3O4 ＋ Fe＋S==FeS ＋ Fe＋S==FeS ＋ Fe＋H2O＋CO2＝FeCO3＋H2 ＋ ＋ 4FeCO3＋6H2O＋O2＝4Fe(OH)3＋4CO2 ＋ 铁锈)＋ 4Fe(OH)3＝2Fe2O3·3H2O(铁锈 ＋3H2O 铁锈

无机化学第三版下册答案第二十一章第二十章_过渡元素（一）

⽆机化学第三版下册答案第⼆⼗⼀章第⼆⼗章_过渡元素（⼀）第⼆⼗章过渡⾦属（Ⅰ）1.钛的主要矿物是什么？简述从钛铁矿中制取钛⽩的反应原理。

答：钛的主要矿物有钛铁矿FeTiO2反应原理：FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2OTiOSO4 + 2H2O =TiO2?H2O↓ + H2SO4TiO2?H2O = TiO2 + H2O2.解释TiCl3和[Ti(O2)OH(H2O)4]+有⾊的原因。

O离⼦变形性较强，d—d跃迁所引起。

答：TiCl3显⾊是因为产⽣了电核跃迁，有⾊是因为-223.完成并配平下列反应⽅程式：(1) Ti + HF→（2）TiO2 + H2SO4→（3）TiCl4 + H2O→（4）FeTiO3 + H2SO4→（5）TiO2+ BaCO3→（6）TiO2 + C + Cl2→答：(1) Ti + 6HF =2H+ + TiF-2+ 2H2↑6（2）TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O（3）TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl↑（4）FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O（5）TiO2+ BaCO3 = BaTiO3 + CO2↑(煅烧)（6）TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4+ 2CO↑4.完成下列反应：（1）TiI4在真空中加热；（2）FeTiO3和碳的混合物在氯⽓中加热；（3）向含有TiCl62-的⽔溶液加⼊过量的氨；（4）向VCl3的⽔溶液中加⼊Na2SO3；（5）将VCl2的固体加到HgCl2⽔溶液中。

答：(1) TiI4 = Ti + 2I2(g)（强热）(2) FeTiO3 + 3C + 2Cl2 = Fe + TiCl4 + 3CO↑(3) TiCl62- + 6NH3 = [Ti(NH3)6]4+ + 6Cl-(4) 2VCl3 + Na2SO3 + H2O = 2VCl2 + Na2SO4+ 2HCl(5) 2VCl2 + 2HgCl2= 2VCl3 + Hg2Cl25. 根据下列实验写出有关反应⽅程式：将⼀瓶TiCl4打开瓶塞时⽴即冒⽩烟。

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28
2、与氰根离子配位
K4[Fe （CN） 6 ] • 3 H2O，黄色晶体，俗称
黄血盐。在其水溶液中加入 Fe3+，生成称为
普鲁士蓝的蓝色沉淀：
[Fe(CN)6] 4－ + Fe3+ + K+ —— KFe[Fe(CN)6]
29
K3[Fe 6]，红色晶体，俗称赤血盐。 （ CN） 常由黄血盐氧化得到： 2K4[Fe(CN)6] + Cl2 —— 2K3[Fe(CN)6] + 2 KCl 赤血盐在溶液中遇 Fe2+ 生成蓝色滕氏蓝沉淀。 [Fe(CN)6] 3－ + Fe2+ + K+ —KFe[Fe(CN)6] 由于生成途径的不同，滕氏蓝和普鲁士蓝最 初曾被看成两种物质，后来的研究表明，这两种 蓝色沉淀具有完全相同的铁氰骨架结构和组成。
11
硫酸铁是一种常见的 Fe 原料，其与 （Ⅲ ） （NH4） （SO4） 2SO4 形成的复盐 NH4Fe 2 • 12 H2O 俗称铁铵矾，可用于鞣革。 FeCl3 • 6 H2O 呈橘黄色。无水 FeCl3 为棕 黑色，由铁屑与干燥氯气在 500 ~ 700 ℃ 条件 下制得。
12
2、氧化还原性
9
（三）盐类 1、溶解性 铁的碳酸盐、磷酸盐等弱酸盐都难溶于水。 铁的硫酸盐、硝酸盐易溶于水，且由 于水解作用溶液不同程度地呈酸性。 Fe3+ 的水解严重，故三价铁的强酸盐溶 3+ ，而是 于水，得不到淡紫色的 [Fe ] （H2O） 6 2+。 逐渐水解生成黄色的 [Fe ] （OH） （ H2O ） 5
20
酸性介质中，Co 的氧化性很强，可 （Ⅲ） 以将 Mn2+ 氧化成 MnO4– ： 5 Co3+ + Mn2+ + 4 H2O —— MnO4－ + 5 Co2+ + 8 H+ Co3+ 可将 H2O 氧化，致使其在水溶液 中不能稳定存在： 4 Co3+ + 2 H2O —— 4 Co2+ + 4 H+ + O2 ↑
黑色
砖红色 黑色
FeO
Fe2O3 Fe3O4
其中含有 Fe (Ⅱ) 和 Fe ( Ⅲ) 。
7
•
铁的氧化物属于碱性氧化物，均溶于强酸，
而不溶于水和碱
将 Fe3O4 溶于稀盐酸，在溶液中存在 两种价态的铁离子： Fe3O4 + 8 HCl —— FeCl2 + 2 FeCl3 + 4 H2O
8
（二）氢氧化物
向过渡金属的空轨道配位所形成的配键，又有
过渡金属 d 电子向配体空的 * 轨道配位而形 成的反馈配键。
36
二、 钴和镍的配位化合物
Co （Ⅱ）配位化合物的颜色与其配位环
32
Fe 的一个重要配位化合物是环戊二 （Ⅱ ） 烯基配位化合物 [ （C5H5） 2 Fe ] ，俗称二茂铁， 橙黄色固体，具有夹心式结构。 二茂铁的合成是有机金属化学发展的一个 里程碑。 二茂铁由环戊二烯和 Fe 反应制得：
2 C5H6 + Fe ——
[（ C5H5） 2 Fe ] + H2
33
6– 变为无色，因为生成了无色的 [Fe PO ] （ 4） 3 3– 配离子。 和 [Fe HPO ] 4） 3 （
27
Fe3+ 与氟离子生成的配位化合物是无色 的，主要是 [FeF ]2–， 因此，氟化物可 （ 5 H2O） 作为三价铁的掩蔽剂。 鉴定 Fe3+ 时，经常向 Fe3+ 溶液中滴 加 KSCN 或 NH4SCN ，生成血红色物质即 3－n （n = 1~ 6 ）。 Fe （SCN ） n
Fe Ⅱ） 盐与碱液在无氧条件下作用得到白 （ 色 Fe （OH） 2 沉淀，与空气中的氧作用迅速转 变为灰蓝绿色，产物分别是 Fe 和 Fe （Ⅱ） （Ⅲ） 氢氧化物的混合物及水合 Fe2O3，最后转化为 棕红色的 Fe （OH） 3： Fe2+ + 2OH– —— Fe (OH) 2—— Fe (OH) 3 Fe( OH) 2 溶于酸，也微溶于浓氢氧化钠溶液， 但并不以此称其具有两性。
21
（三）镍的氧化物及氢氧化物 镍元素有氧化数为 +2 的绿色氧化物NiO 和氢氧化物 Ni （OH） 2。 尽管纯的 Ni2O3 尚未见报道，但在碱性 介质中，用 溴 氧 化 硝 酸镍可以得到黑色的 NiO ： （OH） 2Ni2+ + Br2 + 6 OH－ —— －+ 2 H O 2NiO OH + 2 Br （ ） 2
Co （OH） 3。
17
•
Co(OH)2的两性
Co OH （ ） 2 既与稀酸反应，又与氢氧化 钠反应，具有两性： Co （OH） 2 + 2 HCl ——
CoCl2 + 2 H2O
Co （OH） 2 + 2 NaOH（浓） ——Na2[Co （OH） 4]
18
• 氧化还原性
Co （OH） 2 在碱性条件下或空气中容易被 氧化为 Co （OH ） 3。 Co 在酸性介质中有强氧化性，与盐 （Ⅲ ） 酸作用放出 Cl2：
属键减弱的缘故）；
(2) 它们都具有金属光泽，都是铁磁性物质；
(3) 密度随原子序数的增大而增大。
(4) 铁和镍的延展性好，钴硬而脆。
4
2
化学性质
E (Fe2＋/Fe ) ＝ － 0.44 V;
E (Co2＋/Co ) ＝ － 0.28 V;
E (Ni2＋/Ni ) ＝ － 0.23 V; 铁、钴、镍属于中等活泼的金属，活泼性依次递减。 (1) 块状的纯铁、钴、镍单质在空气和纯水中是稳定的。 含有杂质的铁在潮湿的空气中可缓慢锈蚀， 形成结构疏松的棕色铁锈 Fe2O3 • H2O：
• 在酸性介质中 Fe（Ⅲ）是中等强度的氧 化剂，可以氧化 KI，H2S，SO2，Sn2+ 等强还 原剂：
2 FeCl3 + H2S —— 2 FeCl2 + 2 HCl + S↓
2 Fe3+ + 2 I－ —— 2 Fe2+ + I2 2 Fe3+ + SO32－ + H2O ——SO42－ + 2 Fe2+ + 2 H+
2 Fe2＋ ＋ I2 ＋ 12 F－ ＝ 2 FeF63－ ＋ 2 I－
2 Co(NH3)62＋ ＋ I2 ＝ 2 Co(NH3)63＋ ＋ 2 I－
15
3、水解性
盐的水解与金属离子的电荷高低有关，金属离子的电
荷越高，极化能力越强，盐越容易水解。
Fe(H2O)6 3＋(淡紫)＋H2O [Fe(H2O)5(OH)] 2＋ ＋ H3O＋ K1＝10－3
25
21－1 －3
铁系元素的配位化合物
一、铁的配位化合物
1、与卤离子配位 在盐酸中， Fe3+ 与氯离子形成黄色的 – 配离子。 [FeCl4]– 及 [FeCl（ H O ] 4 2 ） 2
26
FeCl3 在水溶液中随着氯离子浓度的不 2+， [FeCl H O ]+， 同，以 [FeCl H O ] （ 2 ） （ 5 2 2 ） 4 – 等形式存在。 [FeCl H O ] （ 4 2 ） 2 向 FeCl3 溶液中加入磷酸，溶液由黄色
24
Co OH） （OH） （ 2 和 Ni 2 易溶于氨水生成 配合物，其溶解度在有 NH4Cl 存在时增大。
Fe OH ） （ （OH） 2 和 Fe 3 不溶于氨水中， 在氨水都生成沉淀：
Fe2+ + 2 NH3 • H2O —— Fe (OH)2 ↓ + 2 NH4+ Fe3+ + 3 NH3 • H2O —— Fe(OH)3 ↓ + 3 NH4+ FeS，Fe2S3，CoS 和 NiS 均为黑色难溶物， 皆可溶于稀盐酸。
第 21 章
21 － 1
21 － 2
过渡金属（Ⅱ）
铁系元素 铂系元素
1
元素周期表 Ⅷ 族中的 9 种元素，按 其性质分为两个系： Fe Ru Os Co Rh Ir Ni Pd Pt 铁系元素 铂系元素
2
21 － 1
铁 Fe
铁系元素
赤铁矿 Fe2O3，磁铁矿 Fe3O4，菱铁矿 FeCO3 。 在地壳中的质量分数为 5.1 % 。
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NiO 中 Ni 的氧化数为 +3，是极 （OH） 强的氧化剂： 2 NiO + 6 HCl —— （OH） 2 NiCl2 + Cl2↑+ 4 H2O Ni3+ 可将 H2O 氧化，故其在水溶液中 不能稳定存在。
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总结： Fe （OH） （OH ） 2 和 Co 2 在空气中易被空 气中的氧氧化成高价。 但 Ni （OH） 2 在空气中不能被氧化，制备 黑棕色的 Ni （OH） 3 要用强氧化剂 Br2，Cl2或 NaClO 等。
10
亚铁盐在空气中易被氧化， 其复盐 FeSO4 • (NH4) 2SO4 • 6 H2O 在空气中较稳定。
FeSO4（ • NH4） 2SO4 • 6 H2O 为浅蓝绿色 晶体，称为莫尔盐，可用作氧化还原滴定的 还原剂。 水合硫酸亚铁 FeSO4 •7 H2O 为蓝绿色 晶体，俗称绿矾。它是制备其他铁化合物的 常用原料。
高铁酸钡是红棕色沉淀：
FeO42– + Ba2+ —— BaFeO4 ↓ 酸性条件下，FeO42– 氧化性极强而不稳定： 4 FeO42– + 20 H+ —— 4 Fe3+ + 3 O2 + 10 H2O