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铁系元素


空气中加热 隔绝空气
Co3O4
CoO
5
NiO2· 2O:黑色,不稳定 nH
2014-1-7
2.M(OH)2 Fe(OH)2
颜色 白
Co(OH)2
桃红
Ni(OH)2
绿
酸碱性 还原性
两性偏碱碱 弱Βιβλιοθήκη 2014-1-76
溶解性
Fe(OH)2+4OH-(浓碱)=[Fe(OH)6]4Co(OH)2+2OH-(浓碱)=[Co(OH)4]2Co(OH)2+6NH3=[Co(NH3)6](OH)2 土黄 Ni(OH)2+6NH3=[Ni(NH3)6](OH)2 蓝紫 M(OH)2+H+=M2++2H2O CoCI2+NaOH(NH3·2O)→Co(OH)CI↓→Co(OH)2 H
CoCI2
52℃
CoCI2〃H2O
90℃
CoCI2〃2H2O
120℃
CoCI2〃6H2O

蓝紫
紫红
粉红
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四、M(Ⅲ)盐
Fe3+较稳定,ψθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V Co3+不稳定,只能以固态形式存在. ψθ(Co3+/Co2+)=1.84V Ni3+极不稳定,仅制得NiF3 ,25℃即分解. FeCI3:无水盐为棕褐 色,共价化合物,易升 华,易溶于水及有机溶 剂,蒸气为双聚体.
⑷Fe3++nSCN-=Fe(SCN)n3-n
⑸2Fe(SCN)n3-n+SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H++2nSCN-
⑹MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
⑻Fe3++K++[Fe(CN)6]=KFe[Fe(CN)6]
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2014-1-7
24
5.二茂铁[(C5H5)2Fe]
FeCI2+2C5H5MgBr→(C5H5)2Fe 环戊二烯基铁(二茂铁),橙黄
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25
5.其它配合物及离子鉴定 Fe3+:FeF63-(无色,稳定),用于掩蔽Fe3+
[Fe(C2O4)3 ]3-(草绿色,稳定)
Fe2+:
Fe2++邻菲罗啉→橘红色(Fe2+的鉴定)
K2
[Fe(OH)2(H2O)4] +H3O
+ + Fe(OH)2 +H
K2=10
-6.31
缩合:2[Fe(H2O)6]
3+
K
[Fe2(H2O)4(OH)2(H2O)4] +2H
2014-1-7
4+
+
K=10
-2.91
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水合铁离子双聚体结构[Fe2(OH)2(H2O)8]4+
加酸抑制水解,加热或加碱促进水解
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二、氧化物和氢氧化物
1.氧化物
FeO CoO NiO 颜色 黑 灰绿 暗绿 性质 碱性氧化物,难溶于水、碱,易溶酸 Fe2O3:铁红,赤铁矿的主要成分.用做红色颜 料,难溶于水,两性偏碱. Fe2O3+6HCI=2FeCI3+3H2O Fe2O3+Na2CO3(熔融)=2NaFeO2+CO2↑
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2.氰配合物
Fe
2+ KCN
Fe(CN)2↓(白)
KCN
K4[Fe(CN)6](黄血盐)
CI2
K3[Fe(CN)6](赤血盐)
K4[Fe(CN)6]+Fe K3[Fe(CN)6]+Fe
3+
KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色) [鉴定Fe3+] KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色) [鉴定Fe ]
用途:做净水剂,止血迹,有机合 成催化剂,印刷电路板的腐蚀剂。
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五、铁(Ⅵ)的化合物
ψAθ (FeO42-/Fe3+)=2.02V
ψBθ [FeO42-/Fe(OH)3]=0.72V
2Fe(OH)3+3CI2+10OH-(浓)=2FeO42-+6CI-+8H2O Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O FeO42-+Ba2+=BaFeO4↓(红棕) 类同BaSO4
4.化学性质
总趋势:从左至右活泼性降低
E Pd E Pt


从上到下活泼性降低
E Ni 2 /Ni 0.25V
2

/Pd 0.92V
2
E Cd E Hg
/Pt 1.2V( 估计值)
E Zn 2 /Zn 0.763V
2 2
/Cd 0.403V /Hg 0.854V
Pd吸收H2的能力特别强,常温溶解H2体积1:700。
二、铂的化合物
1.氯铂酸及其盐
H2[PtCI6]
M2[PtCI6](M=Na+、K+、NH4+、Rb+、Cs+等), 难溶于水的黄色晶体。
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2.蔡斯盐-金属有机配合物 K[PtCI3(C2H4)] ·2O-柠檬黄色晶体 H
1825年,第一个不饱和烃与金属的配合物, 1951年,合成了二茂铁。 3.PdCI2

K3[Co(CN)6](黄色)
2K4[Co(CN)6]+2H2O=2K3[Co(CN)6]+2KOH+H2↑ ψθ[Co(CN)6]3-/[Co(CN)6]4-=-0.83V ψθ[Co(NH3)6]3+/[Co(NH3)6]2+=0.10V ψθ (Co3+/Co2+)=1.84V
Co3+:3d6, [Co(NH3)6]3+ 、[Co(CN)6]3+、 [Co(H2O)6]3+均低自旋(dε6),CoF63-高自旋
小→大
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3.物理性质
(1) 熔点、沸点高 熔点最高的单质:钨(W) (2) 硬度大 (3) 密度大 硬度最大的金属:铬(Cr) 密度最大的单质:锇(Os)
(4) 导电性,导热性,延展性好
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熔点变化示意图
2014-1-7
36
密度变化示意图
2014-1-7
37
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Fe(H2O)63+:淡紫色,因水解显黄褐色
[Fe(H2O)6] +H2O 或 Fe +H2O
3+
3+
K1
[Fe(OH)(H2O)5] +H3O
2+ +
2+
+
Fe(OH) +H
2+
K2
K1=10
+
-3.05
+
[Fe(OH)(H2O)5] +H2O 或 Fe(OH) +H2O
2+
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还原性
空气 Fe(OH)2 快
Fe(OH)3 白→灰绿→红棕
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
空气 Co(OH)2 慢
Co(OH)3 桃红→棕褐
4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3
Ni(OH)2+O2+H2O≠
M(OH)2+CI2(Br2 、H2O2、NaOCI)→M(OH)3
定性检验CO的存在:
PdCI2+H2O+CO=Pd↓(黑色)+CO2+2HCI
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§21-3 过渡金属的通性
1.原子的价电子层构型 (n-1)d1-10ns1-2 2.原子半径和电离能 原子半径变化示意图
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d区元素的第一电离能
总趋势:同周期 同副族
左→右 不规律
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4.羰基配合物 Fe(CO)5,Ni(CO)4,Co2(C0)8,HCo(CO)4
M
Fe+5CO
反馈π键 ς键
L
473K-523K
373K-473K
Fe(CO)5
Fe+5CO
Fe(CO)5,淡黄液体,三角双锥,dsp3杂化
羰基配合物有毒。
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Co2(CO)8的两种异构体
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Co2O3:暗褐色,强氧化剂,未得纯态. Co2O3+6HCI=2CoCI2+CI2↑+3H2O
Fe3O4: 磁性氧化铁
FeⅢ[FeⅡFeⅢO4]
燃烧
3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2(g)
3Fe+2O2(空气或氧气) Fe3O4
Co3O4: CoCO3(CoC2O4等)
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六、配合物
1.氨配合物
Fe2+ +NH3·2O→Fe(OH)2↓(白) H 空气 Fe3++NH3·2O→Fe(OH)3↓(红棕) H
CoCI2+NH3〃H2O [Co(NH3)6] (土黄)
2+
Co(OH)CI↓(蓝)
O2
3+
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