無機(jī)化學(xué)：第8章 d區(qū)與 f 區(qū)元素選述

《無機(jī)化學(xué)：第8章 d區(qū)與 f 區(qū)元素選述》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《無機(jī)化學(xué)：第8章 d區(qū)與 f 區(qū)元素選述（62頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、f區(qū)區(qū)d區(qū)區(qū)第第8章章 d區(qū)與區(qū)與 f 區(qū)元素區(qū)元素選述選述 元素過渡系的劃分元素過渡系的劃分第一過渡系第二過渡系第三過渡系第四過渡系8- -1 d區(qū)元素的通性區(qū)元素的通性 例外：例外：Z = 46， 46Pd 鈀鈀 4d105s0 不是不是4d85s2 最外層只有最外層只有 12 個電子；個電子；金屬性介于金屬性介于s區(qū)與區(qū)與p區(qū)之間區(qū)之間 。 同周期隨同周期隨Z 增大而增大而 r 減小，但變化很緩慢減小，但變化很緩慢 。 各族從上到下總的來說各族從上到下總的來說 r 增大，但由于鑭系收增大，但由于鑭系收縮縮, 二、三過渡系原子二、三過渡系原子r 相近。相近。原子半徑原子半徑d電子電子大大S

2、c144Ti132V122Cr118Mn117Fe117Co116Ni115Y162Zr145Nb134Mo130Tc127Ru125Rh125Pd128Hf144Ta134W130Re128Os126Ir127Pt1308-1-2 d區(qū)元素單質(zhì)的性質(zhì)區(qū)元素單質(zhì)的性質(zhì)1. 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 溶、沸點(diǎn)高；溶、沸點(diǎn)高； Tf（W）：）：3410 硬度大；硬度大； 莫氏硬度莫氏硬度（Cr）：）：9 密度大；密度大； d（Os）：）：22.59 g/cm3 有金屬光澤；有金屬光澤； 延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好。延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好。d區(qū)元素的熔點(diǎn)區(qū)元素的熔點(diǎn)原子量大原子量大,半徑小半徑小2. 化學(xué)性

3、質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 活潑性活潑性: : 第一過渡系第一過渡系 第二過渡系第二過渡系 第三過渡系第三過渡系( (B B 例外例外) ) 與與s區(qū)規(guī)律相反的原因：區(qū)規(guī)律相反的原因： d d區(qū)同族元素自上而下，核電荷顯著升高，而原子半?yún)^(qū)同族元素自上而下，核電荷顯著升高，而原子半徑增大不明顯，使外層電子不易失去。徑增大不明顯，使外層電子不易失去。 s s區(qū)元素自上而下，原子半徑增大明顯，使外層電子區(qū)元素自上而下，原子半徑增大明顯，使外層電子容易失去。容易失去。 （1）B族活潑程度與堿土金屬相似，能與空氣、水、族活潑程度與堿土金屬相似，能與空氣、水、稀酸等反應(yīng)。稀酸等反應(yīng)。 （2）其它各族與酸作用）其它各族與酸

4、作用： （3）能與活潑的非金屬能與活潑的非金屬( (如鹵素和氧等如鹵素和氧等) )直接化合。直接化合。 例如例如: : 加熱條件下加熱條件下 Ti + 2X2 = TiX4 （4）d區(qū)元素氧化物水合物的酸堿性區(qū)元素氧化物水合物的酸堿性 從左到右從左到右, BB族最高氧化態(tài)氧化物及其水族最高氧化態(tài)氧化物及其水合物的酸性增強(qiáng)合物的酸性增強(qiáng), 如如: Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7 堿性堿性 兩性兩性 酸性酸性 強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 從上到下從上到下, 同族元素相同氧化態(tài)氧化物及其水合同族元素相同氧化態(tài)氧化物及其水合物的酸性減弱而堿性增強(qiáng)物的酸性減弱而堿性增強(qiáng), 如如: HMnO4 HTcO4

5、HReO4 強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性 酸性酸性 弱酸性弱酸性 同一元素，不同氧化態(tài)同一元素，不同氧化態(tài) 高氧化態(tài)氧化物及其水合物的酸性大于低氧化態(tài)高氧化態(tài)氧化物及其水合物的酸性大于低氧化態(tài)氧化物及其水合物的酸性氧化物及其水合物的酸性: V(OH)2V(OH)3V(OH)4HVO3 弱堿性弱堿性 更弱堿更弱堿 兩性兩性 酸性酸性 Cr(OH)2 Cr(OH)3 H2CrO4 堿性堿性 兩性兩性 酸性酸性 Fe(OH)2 Fe(OH)3 堿性堿性 兩性兩性 （5）形成配合物傾向形成配合物傾向 比主族比主族 Mn+大得多。大得多。 原因：原因：有能量相近的有能量相近的(n1)d、ns及及np等價層空軌道。等價層

6、空軌道。 第一過渡系第一過渡系d區(qū)元素的氧化數(shù)區(qū)元素的氧化數(shù)元元 素素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3氧化態(tài)氧化態(tài) +4 +4 +4 +4 +4 +5 +6 +6 +6 +7(劃橫線表示常見氧化態(tài))從左到右，最高氧化態(tài)先升高后降低從左到右，最高氧化態(tài)先升高后降低 B B BB族：最高氧化態(tài)族：最高氧化態(tài) = = 族數(shù)，族數(shù)， 族：族： 多數(shù)最高氧化態(tài)多數(shù)最高氧化態(tài) 鉻酸鹽鉻酸鹽 Ba2+ + Cr2O72- 或或 CrO42- BaCrO4 Pb2+ + Cr2O72- 或或 CrO42-

7、PbCrO4 Ag+ + Cr2O72- 或或 CrO42- Ag2CrO4 重鉻酸鉀重鉻酸鉀 大粒橙紅色晶體大粒橙紅色晶體 在酸性溶液中是常用的強(qiáng)氧化劑：在酸性溶液中是常用的強(qiáng)氧化劑： Cr2O72- + 14 H+ + 6 e = 2 Cr3+ + 7 H2O E = +1.23 V 加熱時加熱時，Cr2O72-可以氧化濃鹽酸：可以氧化濃鹽酸： H2Cr2O7 + 14 HCl 2 CrCl3 + 3 Cl2 + 2 HCl + 7 H2O鉻酸洗液：重鉻酸鉀鉻酸洗液：重鉻酸鉀 +濃硫酸濃硫酸8-3 錳的重要化合物錳的重要化合物8-3-1 錳和錳的元素電勢圖錳和錳的元素電勢圖 地殼中含量地殼

8、中含量: : 過渡金屬中排第三過渡金屬中排第三( (僅次于鐵和鈦僅次于鐵和鈦) ) 最重要礦石最重要礦石: : 軟錳礦軟錳礦MnO2，錳結(jié)核錳結(jié)核 質(zhì)硬而脆質(zhì)硬而脆 主要用途主要用途: : 煉鐵和煉鋼過程中的脫煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑，以及制造氧劑和脫硫劑，以及制造合金。合金。 錳結(jié)核含錳大約為25 錳錳 3d54s2， 氧化數(shù)氧化數(shù) +2、+4、+7最常見。最常見。錳錳( ()-)-錳元素電勢錳元素電勢 MnMn +2-1.18MnMn(OH)2-1.55 錳與稀酸作用放出氫氣，形成錳與稀酸作用放出氫氣，形成Mn(H2O)62+。 錳與冷水不發(fā)生反應(yīng)，與熱水作用生成錳與冷水不發(fā)生反應(yīng)

9、，與熱水作用生成Mn(OH)2并放并放出氫氣出氫氣 。 單質(zhì)錳的性質(zhì)單質(zhì)錳的性質(zhì)強(qiáng)還原性強(qiáng)還原性 錳在空氣中被氧化，加熱時生成錳在空氣中被氧化，加熱時生成Mn3O4，高溫下可，高溫下可與鹵素、硫、碳、磷等非金屬作用。與鹵素、硫、碳、磷等非金屬作用。 在酸性溶液中，在酸性溶液中，Mn3+和和MnO42-都易發(fā)生歧化反應(yīng)：都易發(fā)生歧化反應(yīng)：2 Mn3+ + 2 H2O = Mn2+ + MnO2+ 4 H+3 MnO42- + 4 H+ = 2 MnO4- + MnO2+ 2 H2OMnO4-MnO4 -2MnO2Mn +MnMn +230.562.260.951.541-1.181.5071.6

10、791.224 Mn2+較穩(wěn)定，不易被氧化，也不易被還原。較穩(wěn)定，不易被氧化，也不易被還原。 MnO4-和和MnO2有強(qiáng)氧化性。有強(qiáng)氧化性。錳的元素電勢圖錳的元素電勢圖( (酸性介質(zhì)酸性介質(zhì)) ) 在堿性介質(zhì)中，在堿性介質(zhì)中， Mn（OH）2不穩(wěn)定，易被空氣中的不穩(wěn)定，易被空氣中的O2氧化為氧化為Mn（OH）3，并進(jìn)而被氧化為并進(jìn)而被氧化為MnO2； MnO42-也能發(fā)生歧化，但不如在酸性介質(zhì)中進(jìn)也能發(fā)生歧化，但不如在酸性介質(zhì)中進(jìn)行得完全。行得完全。MnO4-MnO4 -2MnO2Mn(OH)3MnMn(OH)20.560.60-0.200.15-1.550.588-0.05錳的元素電勢圖錳的

11、元素電勢圖( (堿性介質(zhì)堿性介質(zhì)) ) 8-3-2 錳錳()的化合物的化合物 1氫氧化物氫氧化物 Mn2+ + NaOH 或或 NH3H2O Mn(OH)2（近白色近白色 ） O2 MnO2H2O（棕色棕色 ） 錳錳() 3d5，半充滿，其鹽在水溶液中比較穩(wěn)定。，半充滿，其鹽在水溶液中比較穩(wěn)定。 2錳錳()鹽和錳鹽和錳()的配位化合物的配位化合物 (1) 溶解性溶解性 錳錳() 的強(qiáng)酸鹽易溶的強(qiáng)酸鹽易溶, 而碳酸錳、硫化錳、草酸錳等而碳酸錳、硫化錳、草酸錳等弱酸鹽難溶，但它們都能溶于稀鹽酸。弱酸鹽難溶，但它們都能溶于稀鹽酸。 (2) 顏色顏色 水合水合Mn2+濃溶液呈粉紅色，稀溶液幾乎無色。濃

12、溶液呈粉紅色，稀溶液幾乎無色。 (3) 配位性配位性 Mn2+ ，3d5， 與弱場配體形成外軌配合物，如與弱場配體形成外軌配合物，如 Mn(H2O)62+ 與強(qiáng)場配位體形成內(nèi)軌配合物，如與強(qiáng)場配位體形成內(nèi)軌配合物，如Mn(CN) 64- (4) 還原性還原性 Mn2+在酸性介質(zhì)中還原性較弱，只有用強(qiáng)氧化劑如在酸性介質(zhì)中還原性較弱，只有用強(qiáng)氧化劑如NaBiO3，PbO2，(NH4)2S2O8等，才能將其氧化為等，才能將其氧化為MnO4-： 加熱加熱 2 Mn2+ + 5 BiO3 - +14 H+ = 2 MnO4- + 5 Bi3+ + 7 H2O 由于由于MnO4-的紫紅色在很低濃度下仍可觀

13、察到，因而可利的紫紅色在很低濃度下仍可觀察到，因而可利用該反應(yīng)鑒定溶液中的用該反應(yīng)鑒定溶液中的Mn2+。8-3-3 錳錳()的化合物的化合物 酸性介質(zhì)中是強(qiáng)氧化劑，還原性弱：酸性介質(zhì)中是強(qiáng)氧化劑，還原性弱：MnO2(s) + 4HCl（濃）濃） MnCl4 + 2H2O MnCl2+ Cl2 黑色粉末狀，不溶于水、稀酸和稀堿，但可以和濃酸、黑色粉末狀，不溶于水、稀酸和稀堿，但可以和濃酸、濃堿反應(yīng)。濃堿反應(yīng)。常見重要化合物為二氧化錳。常見重要化合物為二氧化錳。 堿性條件下，氧化性弱，堿性條件下，氧化性弱，還原性提高還原性提高, 易被氧化成錳易被氧化成錳（）化合物。在空氣中）化合物。在空氣中MnO

14、2和堿共熔，得到錳酸鹽：和堿共熔，得到錳酸鹽： 2 MnO2 + 4 KOH + O2 = 2 K2MnO4 + 2 H2O 綠色綠色K2MnO4 錳酸鉀錳酸鉀8-3-4 錳錳()的化合物的化合物 錳酸鹽在溶液中只有在強(qiáng)堿性條件下（錳酸鹽在溶液中只有在強(qiáng)堿性條件下（pH14）才穩(wěn)才穩(wěn)定，若定，若pH14，則發(fā)生歧化反應(yīng)。則發(fā)生歧化反應(yīng)。 3 MnO42- + 2 H2O 2MnO4- + MnO2 + 4 OH- 3 MnO42- + 4 H+ 2 MnO4- + MnO2 + 2 H2O (2) 穩(wěn)穩(wěn)定性定性 固體高錳酸鉀常溫下穩(wěn)定固體高錳酸鉀常溫下穩(wěn)定, , 473473K以上發(fā)生分解：以

15、上發(fā)生分解： 2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 高錳酸鉀在水溶液中不很穩(wěn)定高錳酸鉀在水溶液中不很穩(wěn)定，酸、，酸、MnO2和光能加和光能加速其分解速其分解 ： 4 MnO4- + 4 H+ = 3 O2+ 4 MnO2+ 2 H2O因此，配制好的因此，配制好的高錳酸鉀溶液需要保存在棕色瓶中高錳酸鉀溶液需要保存在棕色瓶中。 8-3-5 錳錳()的化合物的化合物 KMnO4 深紫色離子晶體。深紫色離子晶體。 (3) 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性 KMnO4是氧化還原滴定分析法中的常用氧化劑。是氧化還原滴定分析法中的常用氧化劑。其其氧化能力和還原產(chǎn)物氧化能力和還原產(chǎn)物隨溶液的酸堿性不同而不

16、同。隨溶液的酸堿性不同而不同。 在酸性介質(zhì)中被還原為在酸性介質(zhì)中被還原為Mn2+，如：如： 2MnO4- + 5SO32- + 6H+ = 2 Mn2+ + 5SO42- + 3H2O 在中性、微堿性介質(zhì)中被還原為在中性、微堿性介質(zhì)中被還原為MnO2： 2MnO4- + 3SO32- + H2O = 2MnO2+ 3SO42-+2 OH- 在強(qiáng)堿性介質(zhì)中被還原為在強(qiáng)堿性介質(zhì)中被還原為MnO42-： 2MnO4- + SO32- + 2 OH- = 2MnO42- + SO42- + H2O 8-4 鐵系元素的重要化合物鐵系元素的重要化合物 8-4-1 鐵系元素及其元素電勢圖鐵系元素及其元素電勢

17、圖 鐵、鈷、鎳屬于第鐵、鈷、鎳屬于第族元素，性質(zhì)相似，稱為鐵系元族元素，性質(zhì)相似，稱為鐵系元素。素。 地殼中的豐度地殼中的豐度: 鐵鐵 5.1%(第四第四) , 鈷鈷 110-3 % , 鎳鎳 1.610-2 %。 銀白色銀白色, , 有金屬光澤。有金屬光澤。 密度大，熔點(diǎn)較高。密度大，熔點(diǎn)較高。 鈷較硬而脆，鐵、鎳延展性很好。鈷較硬而脆，鐵、鎳延展性很好。 都有鐵磁性，所以它們的合金是很好的磁性材料。都有鐵磁性，所以它們的合金是很好的磁性材料。 用途：用途：鐵是最重要的基本結(jié)構(gòu)材料，鐵合金用途廣鐵是最重要的基本結(jié)構(gòu)材料，鐵合金用途廣泛。鈷和鎳主要用于制造合金。泛。鈷和鎳主要用于制造合金。i+

18、0.17-0.73Co(OH)Co(OH)Co32+0.49-0.72NiONi(OH)N22 還原性還原性強(qiáng)強(qiáng) 弱弱 鐵系元素的元素電勢圖鐵系元素的元素電勢圖 EA A EB B3+2+0.771-0.45FeFeFe3+2+1.83-0.28CoCoCo22+1.68-0.26NiONiNi-0.56-0.92Fe(OH)Fe(OH)Fe32弱弱 強(qiáng)強(qiáng) 氧化性氧化性 還原性還原性強(qiáng)強(qiáng) 弱弱弱弱 強(qiáng)強(qiáng) 氧化性氧化性 鐵、鈷、鎳屬于中等活潑金屬，活潑性鐵、鈷、鎳屬于中等活潑金屬，活潑性FeCoNi。 (1) 與氧作用與氧作用 常溫、干燥條件下，鐵、鈷、鎳與氧不發(fā)生顯著作用。常溫、干燥條件下，鐵

19、、鈷、鎳與氧不發(fā)生顯著作用。潮濕、加熱和雜質(zhì)等有利于反應(yīng)進(jìn)行。潮濕、加熱和雜質(zhì)等有利于反應(yīng)進(jìn)行。4Fe（含雜質(zhì)）（含雜質(zhì)）+ 3O2 + 6H2O 2Fe2O33H2O 市售熱敷袋（主要成分鐵屑、碳粉、食鹽水）所依據(jù)反應(yīng)。啟用前市售熱敷袋（主要成分鐵屑、碳粉、食鹽水）所依據(jù)反應(yīng)。啟用前是密封的，使用時打開塑料袋口（讓空氣進(jìn)入），輕柔即發(fā)熱。是密封的，使用時打開塑料袋口（讓空氣進(jìn)入），輕柔即發(fā)熱。 Fe + O2 Fe2O3 + Fe3O4 423K以上以上 視頻視頻 Co + O2 Co3O4 773K以上以上 Co + O2 CoO 1173K以上以上Ni在加熱時與在加熱時與O2反應(yīng)僅能生成

20、反應(yīng)僅能生成NiO。 (2) 與酸作用與酸作用 Fe2 HCl(稀稀) FeCl2H2鈷、鎳與鐵相似，但速率較慢。鈷、鎳與鐵相似，但速率較慢。2 Fe + 6 H2SO4 (濃濃)=Fe2 (SO4) 3 + 3 SO2+ 6 H2OFe + 6 HNO3 (濃濃) = Fe(NO3) 3 + 3 NO2+ 3 H2O冷的濃冷的濃HNO3可使鐵、鈷、鎳鈍化。濃可使鐵、鈷、鎳鈍化。濃H2SO4在常溫下也在常溫下也能使鐵鈍化，故可用鐵桶盛濃能使鐵鈍化，故可用鐵桶盛濃H2SO4。 (3) 與堿作用與堿作用 困難。可使用鎳制坩堝熔融強(qiáng)堿。困難?？墒褂面囍欺釄迦廴趶?qiáng)堿。 8-4-2 鐵系元素化合物的溶解

21、性鐵系元素化合物的溶解性 (1) M() 的強(qiáng)酸鹽幾乎都溶于水，其水溶液水解呈的強(qiáng)酸鹽幾乎都溶于水，其水溶液水解呈酸性。酸性。 (2) 碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物等弱酸鹽以及氫氧化物碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物等弱酸鹽以及氫氧化物和氧化物等在水中難溶，他們都易溶于強(qiáng)酸。和氧化物等在水中難溶，他們都易溶于強(qiáng)酸。 Co(OH)2和和Ni(OH)2易溶于氨水，在有易溶于氨水，在有NH4Cl存在時，存在時，溶解度增大。溶解度增大。FeS CoS NiS6.310-18410-21()210-25()3.210-19()1.010-24()2.010-26()Ksp 例題例題 0.10 molL-1 Ni2+的硫

22、酸溶液中含有雜質(zhì)的硫酸溶液中含有雜質(zhì) Fe3+，求用氫氧化物沉淀法除去雜質(zhì)求用氫氧化物沉淀法除去雜質(zhì)Fe3+的的pH范圍。已知范圍。已知 KspFe(OH)3= 2.810-39， KspNi(OH)2 = 5.48 10-16 解：解：Fe3+沉淀完全時沉淀完全時 Fe（OH）3 = Fe3+ +3 OH 10-5 10-5 c(OH-) 3 = 2.810-39c(OH) = 6.510-12 molL-1 pH=2.82Ni2+開始沉淀時，開始沉淀時， Ni（OH）2 = Ni2+ +2 OH 0. 1 0.1 c(OH-)2 =5.4810-16 c(OH-) = 7.410-7 mo

23、lL-1 pH=6.87 除去雜質(zhì)Fe3+的pH范圍為2.826.87。 8-4-3 鐵系元素化合物的氧化還原性鐵系元素化合物的氧化還原性 1. Fe3+在酸性溶液中屬中等強(qiáng)度氧化劑，能與還原在酸性溶液中屬中等強(qiáng)度氧化劑，能與還原劑劑SnCl2、KI、H2S等作用。如：等作用。如： 2 Fe3+ + 2 I- = 2 Fe2+ + I 22 Fe3+H2S 2 Fe2+ S2 H+ 2. 鈷鈷()在酸性條件下是強(qiáng)氧化劑，在酸性條件下是強(qiáng)氧化劑，NiO2氧化性更強(qiáng)，氧化性更強(qiáng)，在水溶液中不穩(wěn)定，只存在于固態(tài)化合物和配位化合物在水溶液中不穩(wěn)定，只存在于固態(tài)化合物和配位化合物中。中。2 Co(OH)

24、 36 HCl 2 CoCl2Cl26 H2O+0.17-0.73Co(OH)Co(OH)Co323+2+1.83-0.28CoCoCo 3. Co2+、Ni2+離子在酸性溶液中非常穩(wěn)定，離子在酸性溶液中非常穩(wěn)定，F(xiàn)e2+離子的離子的穩(wěn)定性則不如穩(wěn)定性則不如Co2+和和Ni2+高，能被空氣氧化為高，能被空氣氧化為Fe3+： 4 Fe2+ + O2 + 4 H+ = 4 Fe3+ + 2 H2O 4. 介質(zhì)可以改變電對的氧化還原性質(zhì)。介質(zhì)可以改變電對的氧化還原性質(zhì)。在堿性條件在堿性條件下下或有配位體存在時，或有配位體存在時， M()的還原性顯著增強(qiáng)。的還原性顯著增強(qiáng)。 例如例如, 酸性條件下酸性

25、條件下Co(OH) 3可將可將Cl-氧化成氧化成Cl2, 而在堿而在堿性條件下，性條件下，Cl2又可很容易將又可很容易將Co(OH)2氧化為氧化為Co(OH)3:Cl2 2 Co(OH) 22OH- 2 Co(OH) 3 2Cl-再如，再如， Fe 2+ + I2 不反應(yīng)不反應(yīng) Fe(CN) 64- + I2 2 Fe(CN)63- + 2 I - 8-4-4 鐵系元素化合物的水解性鐵系元素化合物的水解性 1. 低電荷的水解程度差低電荷的水解程度差 Fe（）、）、Co（）、）、Ni（）的強(qiáng)酸鹽在水中僅有）的強(qiáng)酸鹽在水中僅有微弱水解。微弱水解。 2. 高電荷的水解能力強(qiáng)高電荷的水解能力強(qiáng) Fe3

26、+極易水解，僅能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中，極易水解，僅能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中， 稀釋稀釋溶液或增大溶液的溶液或增大溶液的pH值，值， 會有膠狀的會有膠狀的Fe(OH)3沉淀產(chǎn)生。沉淀產(chǎn)生。 Fe(OH)3沉淀對油膩、聚合物等懸浮物有較強(qiáng)的吸附沉淀對油膩、聚合物等懸浮物有較強(qiáng)的吸附能力，同時可以沉淀重金屬離子、降低磷酸鹽的濃度?；芰?，同時可以沉淀重金屬離子、降低磷酸鹽的濃度?；谶@一性質(zhì)，于這一性質(zhì)，F(xiàn)eCl3被用于污水處理。被用于污水處理。 8-4-5 鐵系元素有代表性的鹽鐵系元素有代表性的鹽 1. 硫酸亞鐵硫酸亞鐵 FeSO47H2O，俗稱綠礬。不很穩(wěn)定，在空氣中逐漸，俗稱綠礬。不很穩(wěn)定，

27、在空氣中逐漸風(fēng)化風(fēng)化(失水失水)，同時表面被空氣氧化，出現(xiàn)鐵銹色斑點(diǎn)：，同時表面被空氣氧化，出現(xiàn)鐵銹色斑點(diǎn)： 4 FeSO4O22H2O 4 Fe(OH)SO4 棕黃色棕黃色 硫酸亞鐵是制備其他化合物的常用起始原料，在農(nóng)業(yè)硫酸亞鐵是制備其他化合物的常用起始原料，在農(nóng)業(yè)上用作殺蟲劑，醫(yī)藥上用作補(bǔ)血劑和局部收斂劑。上用作殺蟲劑，醫(yī)藥上用作補(bǔ)血劑和局部收斂劑。 FeSO4(NH4) 2SO46H2O，通常稱為，通常稱為Mohr鹽，在空氣鹽，在空氣中較穩(wěn)定，容量分析中用于標(biāo)定中較穩(wěn)定，容量分析中用于標(biāo)定KMnO4和和K2Cr2O7溶液的溶液的濃度。濃度。2. 三氯化鐵三氯化鐵 共價鍵為主化合物。熔、沸

28、點(diǎn)較低，加熱至共價鍵為主化合物。熔、沸點(diǎn)較低，加熱至373K左左右開始明顯揮發(fā)，蒸氣狀態(tài)以雙聚體右開始明顯揮發(fā)，蒸氣狀態(tài)以雙聚體Fe2Cl6形式存在，極形式存在，極易吸潮而變成易吸潮而變成FeCl3nH2O。Cl Cl Cl Fe FeCl Cl Cl 用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑，工業(yè)凈水劑，制版刻蝕劑用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑，工業(yè)凈水劑，制版刻蝕劑(Fe3+使使Cu氧化氧化)、醫(yī)療止血劑、醫(yī)療止血劑(FeCl3可使蛋白質(zhì)迅速凝聚可使蛋白質(zhì)迅速凝聚)。 3. 氯化鈷氯化鈷 無水無水CoCl2, 藍(lán)色藍(lán)色, 水合鹽為粉紅色。這一性質(zhì)被用于水合鹽為粉紅色。這一性質(zhì)被用于制作顯隱墨水（稀制作顯隱墨水（稀CoC

29、l2水溶液在紙張上不顯色，加熱時水溶液在紙張上不顯色，加熱時脫水顯藍(lán)痕）和變色硅膠。脫水顯藍(lán)痕）和變色硅膠。 向鈷向鈷()鹽溶液中加入堿先生成藍(lán)色的鹽溶液中加入堿先生成藍(lán)色的Co(OH)2沉淀，沉淀，這種變體不穩(wěn)定，放置或加熱轉(zhuǎn)化為粉紅色這種變體不穩(wěn)定，放置或加熱轉(zhuǎn)化為粉紅色Co(OH) 2。 變色硅膠變色硅膠 無水無水 CoCl2 CoCl26 H2O 蘭色蘭色 淺粉紅色淺粉紅色 4. Ni()鹽與化合物鹽與化合物 Ni()水合鹽晶體多為綠色。水合鹽晶體多為綠色。 硝酸鎳硝酸鎳, 制備其它鎳鹽和含鎳催化劑的原料，并制備其它鎳鹽和含鎳催化劑的原料，并用于鍍鎳和陶瓷彩釉。用于鍍鎳和陶瓷彩釉。 N

30、i(OH) 2 為綠色沉淀，加熱后轉(zhuǎn)為暗綠色的為綠色沉淀，加熱后轉(zhuǎn)為暗綠色的NiO。 8-5 鐵系元素的配位化合物鐵系元素的配位化合物 8-5-1 鐵的配位化合物鐵的配位化合物 Fe2+ 和和Fe3+ 在氨水中都水解而不生成氨配合物。在氨水中都水解而不生成氨配合物。 在鹽酸溶液中，在鹽酸溶液中，F(xiàn)e3+與與Cl-形成形成FeCl4-及及FeCl4(H2O)2-配離子。配離子。 Fe2+與與CN-形成形成Fe(CN)64-，很穩(wěn)定。，很穩(wěn)定。 K4Fe(CN)63H2O晶體為黃色，俗稱黃血鹽，遇晶體為黃色，俗稱黃血鹽，遇Fe3+立即產(chǎn)生深藍(lán)色沉淀：立即產(chǎn)生深藍(lán)色沉淀： K+ + Fe(CN) 6

31、4- + Fe3+ = KFeFe(CN)6此沉淀俗稱普魯士藍(lán)。此反應(yīng)用于檢驗(yàn)此沉淀俗稱普魯士藍(lán)。此反應(yīng)用于檢驗(yàn)Fe3+的存在。的存在。 Fe3+與與CN-形成形成Fe(CN)63- ，極其穩(wěn)定。，極其穩(wěn)定。K3 Fe(CN)6晶體為紅色，俗稱赤血鹽，可由黃血鹽氧化得到，晶體為紅色，俗稱赤血鹽，可由黃血鹽氧化得到，2 K4 Fe(CN)6Cl2 2 K3 Fe(CN)62 KCl赤血鹽赤血鹽遇到遇到Fe2+離子也產(chǎn)生深藍(lán)色沉淀：離子也產(chǎn)生深藍(lán)色沉淀： K+ + Fe(CN)63- + Fe2+ = KFeFe(CN)6此沉淀俗稱滕氏藍(lán)。此反應(yīng)用于檢驗(yàn)此沉淀俗稱滕氏藍(lán)。此反應(yīng)用于檢驗(yàn)Fe2+的存

32、在。的存在。 普魯士藍(lán)和藤氏藍(lán)組成、結(jié)構(gòu)普魯士藍(lán)和藤氏藍(lán)組成、結(jié)構(gòu)相同。相同。 Fe3+與硫氰酸鉀或硫氰酸銨可形成血紅色配合物：與硫氰酸鉀或硫氰酸銨可形成血紅色配合物： Fe3+ + n SCN- = Fe（SCN）n3 n n = 1-6上述反應(yīng)常用于上述反應(yīng)常用于Fe3+的定性和定量分析。的定性和定量分析。 Fe3+與與F-形成無色配合物，主要是形成無色配合物，主要是FeF5 (H2O)2- 。常。常用氟化物做三價鐵的掩蔽劑。用氟化物做三價鐵的掩蔽劑。 pH4 時，時，F(xiàn)e3+與磺基水楊酸反應(yīng)，形與磺基水楊酸反應(yīng)，形成紫紅色螯合物，常用于比色法測定成紫紅色螯合物，常用于比色法測定Fe3+。

33、 Fe3+與草酸根與草酸根C2O42-形成的形成的Fe(C2O4) 33-為黃綠色。為黃綠色。 8-5-2 鈷和鎳的配合物鈷和鎳的配合物 Co2+和和Ni2+離子能與氨形成配離子，配離子的穩(wěn)定性離子能與氨形成配離子，配離子的穩(wěn)定性按按Co2+Ni2+順序增強(qiáng)。順序增強(qiáng)。Co2+與過量氨水反應(yīng)，可形成棕與過量氨水反應(yīng)，可形成棕黃色的黃色的Co(NH3)62+，此配離子在空氣中可慢慢被氧化為此配離子在空氣中可慢慢被氧化為橙黃色的橙黃色的Co(NH3)63+：4 Co(NH3)62+ + O2 + 2 H2O = 4 Co(NH3)63+ + 4 OH-Co(NH3)63+ + e = Co(NH3

34、)62+ E=？= +0.1 V 4 Co(NH3)62+ + O2 + 2 H2O = 4 Co(NH3)63+ + 4 OH- Co2+與與CN-反應(yīng)形成茶綠色反應(yīng)形成茶綠色Co（CN）64-離子離子, 該離子該離子不穩(wěn)定，是一個相當(dāng)強(qiáng)的還原劑：不穩(wěn)定，是一個相當(dāng)強(qiáng)的還原劑：+0.401+0.87-0.08EB BHO2-OH-O2 E(O2/OH-) ECo(NH3)63+/Co(NH3)62+ 所以所以 Co(CN)63- + e = Co(CN)64- EB = -0.83 V 將將Co(CN)64-溶液稍稍加熱，溶液稍稍加熱，Co(CN)64-就能使就能使H+還還原為原為H2：2

35、Co(CN)64- + 2H2O = 2Co(CN)63- + 2OH- + H2 可見可見Co(CN)63-要比要比Co(NH3)63+還還要穩(wěn)定得多。要穩(wěn)定得多。 鎳的水合離子鎳的水合離子Ni(H2O)62+為綠色。為綠色。 向向Ni()鹽水溶液中加入氨水，先有綠色沉淀鹽水溶液中加入氨水，先有綠色沉淀Ni(OH)2生成，氨水過量時沉淀溶解，得到生成，氨水過量時沉淀溶解，得到Ni(NH3)62+藍(lán)色溶液。藍(lán)色溶液。 Ni2+與與CN-反應(yīng)形成橙黃色的反應(yīng)形成橙黃色的Ni(CN)42-，它具有平面它具有平面正方形結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性很高。正方形結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性很高。 Ni2+離子常與多基配位體形成螯合物。

36、離子常與多基配位體形成螯合物。 例如例如, Ni2+離子與丁二酮肟在稀氨水溶液中能形成二離子與丁二酮肟在稀氨水溶液中能形成二丁二酮肟合鎳（丁二酮肟合鎳（）鮮紅色沉淀，它是檢驗(yàn)）鮮紅色沉淀，它是檢驗(yàn)Ni2+離子的特離子的特征反應(yīng)：征反應(yīng)： 鈷和鎳能形成一系列的羰基配位化合物。鈷和鎳能形成一系列的羰基配位化合物。 鎳粉直接和鎳粉直接和CO作用，可生成具有四面體構(gòu)型的無色液作用，可生成具有四面體構(gòu)型的無色液體體Ni(CO)4。將。將Ni(CO)4加熱到加熱到150以上可發(fā)生以上可發(fā)生分解反應(yīng)分解反應(yīng)Ni(CO) 4= Ni + 4CO據(jù)此可制備高純度金屬鎳。據(jù)此可制備高純度金屬鎳。d區(qū)元素練習(xí)題區(qū)元素練習(xí)題 P76 8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、8.10、8.11、8.12、8.13、8.15、8.16、8.18、8.20、8.21、8.22、8.24、8.25、8.28、8.29、8.34、8.40、8.41、8.47、8.49