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+ 2Fe2+（浅绿）＝2Fe3+（浅黄）+2Cl-Cl2（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)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，2也能被空气中的氧气慢慢氧化。
最后成为红棕色的氢氧化铁。
Co（OH）22、Fe3+、Co3+、Ni3+的氧化性由于Co3+和Ni3+都具有强氧化性，Co(OH)，NiO(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II)3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。
在黄血盐溶液中通入氯气(或用其它氧化剂)，把Fe（II）氧化成Fe（III），就得到六氰合铁(III)酸钾(或铁氰化钾) K3[Fe(CN)6]。
2 K4[Fe(CN)6]+C12＝2 K3[Fe(CN)6]+2KCl它的晶体为深红色，俗称赤血盐。
赤血盐在碱性溶液中有氧化作用。
Fe 3+与[Fe(CN)6]4-离子反应可以得到普鲁士蓝沉淀，而[Fe(CN)6]3-离子与Fe 2+离子反应得到滕氏蓝沉淀。
实验证明两者是相同的物质，都是六氰合亚铁酸铁（III ）。
钴和镍也可以形成氰配合物，用氰化钾处理钴（II ）盐溶液，有红色的氰化钴析出，将它溶于过量的KCN 溶液后，可析出紫色的六氰合钴(II)酸钾晶体。
该配合物很不稳定，将溶液稍加热，就会发生下列反应：2[Co(CN)6]4-+H 2O ＝2[Co(CN)6]3-+2OH -+H 2所以[Co(CN)6]4-是一个相当强的还原剂。
而[Co(CN)6]3-稳定的多。
（3）离子鉴定 ① Fe 3+的鉴定K + + Fe 3+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6] (蓝色沉淀)(普鲁士蓝)Fe 3+ + n SCN - = [Fe(NCS)n]3-n (血红色)② Co 2+的鉴定Co 2+ ＋ SCN － ＝ Co(NCS)42-(戊醇中显蓝色)③ Ni 2+的鉴定鲜红色（4）CoCl 2?6H 2O 粉红色,无水CoCl 2蓝色，硅胶干燥剂中作指示剂。
粉红CoCl 26H 2O —325K —〉紫红CoCl 22H 2O —3l3K —〉蓝紫CoCl 2H 2O —393K —〉蓝CoCl 2 4、Fe 的防腐－铁钉发蓝3Fe ＋ NaNO 2 ＋5NaOH ＝3Na 2FeO 2 + NH 3 + H 2O6 Na 2FeO 2 + NaNO 2 ＋ 5H 2O= 3Na 2Fe 2O 4 + NH 3 +7 NaOHNa 2FeO 2 + Na 2Fe 2O 4＋ 2H 2O= Fe 2O 3 + 4NaOH 三、仪器与试剂试管 量筒 烧杯 试管夹 电炉 酒精灯 石棉网 离心机 点滴板 表面皿 坩埚 镊子 滴管HCl （2mol/L 6mol/L 浓）,HNO3（6mol/L ），H 2SO 4（3mol/L 6mol/L ），HAc （6mol/L ），NaOH （2mol/L 6mol/L ），NH 3?H 2O （2mol/L 6mol/L ），NH 4Cl （1mol/L ），NH 4Fe(SO 4)2（0,1mol/L ），Na 2S （0,1mol/L ），KSCN （0,1mol/L ），K 3[Fe(CN)6]（0,1mol/L ），K 4[Fe(CN)6]（0,1mol/L ），KNO 2（饱和），FeCl 3（0,1mol/L ），CoCl 2（0,1mol/L 1mol/L s ），NiSO 4（0,1mol/L ），H 2O 2，二乙酰二肟混合液（1L 溶液中含有600gNaOH+60gNaNO 2），氯水，溴水，NH 4F （s ），Zn 粒，乙醚，戊醇，酚酞，淀粉-KI 试纸，砂纸，铁钉，回形针，毛笔，细铁丝。
四、实验步骤1、二价铁、钴、镍氢氧化物的生成和还原性 （1） Fe 2＋的还原性酸性介质 在盛有1ml 氯水的试管中加3滴6mol/L H 2SO 4溶液后滴加NH 4Fe(SO 4)2溶液，观察现象（若现象不明显，设法检验Fe 3+），写出反应方程式。
Cl 2 + 2Fe 2+（浅绿）＝2Fe 3+（浅黄）+2Cl -②碱性介质 取4支试管，在一试管中加6.0ml 蒸馏水和1ml 3mol/L H 2SO 4煮沸后加入少量的NH 4Fe(SO 4)2晶体是之溶解，然后将溶解液均分为3等份（A 、B 、C.）。
在另一支试管中加4.0ml 6mol/L NaOH 溶液，煮沸。
冷却后立即长滴管吸取NaOH 溶液并伸入A 试管溶液底部，慢慢放出溶液（注意避免摇动带入空气），观察开始生产近乎白色的Fe(OH)2沉淀，防止一段时间后观察溶液颜色的变化，反应液留作下面实验用。
按上述同样方法产生Fe(OH)2沉淀后迅速在B 、C 试管中加入2mol/L HCl 和2mol/LNaOH 溶液，立即观察现象，写出反应方程式。
Fe 2+ ＋ 2OH - ＝ Fe(OH)2（白色沉淀）Fe(OH)2 ＋ O 2 ＋2H 2O ＝ 4Fe(OH)3(棕红色) 反应迅速 （2）Co 2＋、Ni 2＋的还原性① 向盛有少量0,1mol/L CoCl 2溶液中滴2mol/LNaOH 溶液至生成粉红色沉淀。
将沉淀分成3份：一份加6mol/L HCl ，另一份加H 2O 2溶液，剩余一份放至实验结束，观察沉淀有何变化？解释现象并写出反应方程式。
Co 2+ ＋ 2OH - ＝ Co(OH)2 (粉红色沉淀)Co(OH)2 ＋ 2H +＝ Co 2+＋ 2H 2O2Co(OH)2 ＋ H 2O 2 ＝ 2CoO(OH)(棕色沉淀) ＋2H 2OCo(OH )3在HNO 3中溶解不显着，在酸性溶液中用 H 2O 2还原可提高溶解性，反应如下： 2Co(OH )3 + H 2O 2 +4H + → 2Co 2+ + 6H 2O + O 24Co(OH)2 ＋ O 2 ＝4CoO(OH) + 2H 2O （棕褐色沉淀） 缓慢需加热②向盛有少量0.1mol/L NiSO 4溶液中滴加2mol/LNaOH 溶液至沉淀，将沉淀分3份：一份加6mol/L HCl ，另一份加H 2O 2溶液，剩余一份放至实验结束，观察沉淀有何变化？此时再向放置的溶液中滴加溴水，有有何现象？写出反应方程式。
Ni 2＋ ＋ 2OH － ＝ Ni(OH)2 (绿色沉淀) Ni(OH)2 ＋ 2H +＝ Ni 2+＋ 2H 2O2Ni(OH)2 ＋ H 2O 2 ＝ 2NiO(OH) (黑色沉淀)＋2H 2O 2Ni 2+ ＋ 6OH - ＋ Br 2 ＝ 2Ni （OH ）3(黑色沉淀) ＋ 2Br -2、三价铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化性（1） 在一试管中混合少量0.1mol/L FeCl 3和2mol/LNaOH 至生成沉淀，观察产物的颜色和状态。
离心分离，向沉淀中加入少量浓HCl ，搅拌并观察沉淀是否溶解？设法检验产物。
Fe 3+ ＋ 3OH - ＝ Fe(OH)3 (棕色沉淀)Fe(OH)3 ＋3HCl ＝ FeCl 3 ＋ 3H 2O（2） 在两支试管中分别加入少量CoCl 2和NiSO 4溶液，然后分别加数滴溴水，有无变化？之后滴入6mol/LNaOH 溶液，观察沉淀的生成及颜色，分别离心后加入少量浓HCl ，检验反应产物（如何检验？）写出对应的反应方程式。
2Co 2+ ＋ 6OH - ＋ Br 2 ＝ 2Co （OH ）3 ＋ 2Br －2Co （OH ）3 ＋ 6HCl ＝ 2CoCl 2 ＋ 6H 2O ＋ Cl 2（遇淀粉KI 试纸变蓝色）2Ni 2+ ＋ 6OH - ＋ Br 2 ＝ 2Ni(OH)3 ＋ 2Br - 2Ni(OH)3 ＋ 6HCl ＝ 2NiCl 2 ＋ 6H 2O ＋ Cl 2根据上述实验结果，列表比较二价和三价Fe 、Co 、Ni 氢氧化物的颜色、氧化还原稳定性及生成条件。
3、配合物的生成与性质及离子鉴定 （1）Fe 3+、Co 2+、Ni 2+与氨水反应① 向少量0,1mol/L FeCl 3溶液中加入适量6mol/L NH 3?H 2O ，有何现象？之后再加入过量氨水，有无变化？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)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、易被空中的氧气氧化成[Co(NH 3)6]3+。
② 取少量浓NH 3?H 2O 于试管中，加入1ml 0,1mol/L CoCl 2溶液，迅速摇匀后观察溶液颜色的变化，为什么液面颜色变化较快？Co 2++6 NH 3·H 2O =[Co(NH 3)6]2++6H 2O4[Co(NH 3)6]2+ ＋ O 2 ＋2H 2O ＝ 4[Co(NH 3)6]3＋ ＋ 4OH －③ 在1ml 0,1mol/L CoCl 2溶液中，加入几滴1mol/L NH 4Cl 和过量的6mol/L NH 3?H 2O ，观察溶液颜色的变化，静置片刻，再观察溶液的颜色。
Co 2++2NH 3·H 2O= Co(OH)2↓+2NH 4++2H 2O加氯化铵的目的是使Co(OH)2沉淀在浓氨水中完全溶解。