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铁系元素和铂系元素


硫酸亚铁用于 处理含氰废液
K4[Fe(CN)6] 亚铁 氰化钾,俗称黄血盐
K4[Fe(CN)6] + Fe3+ = KFe[Fe(CN)6]↓ + 3K+
此法可检验Fe3+
普鲁士蓝
K3[Fe(CN)6] 铁氰 化钾,俗称赤血盐
2K4[Fe(CN)6] + Cl2 = 2KCl + 2K3[Fe(CN)6]
C变o色Cl硅26胶H。2O + H2SiO3
CoCl26H2O 325 K CoCl22H2O
粉红色
紫红
CoSO4
363 K CoCl2H2O 蓝紫
393 K CoCl2 蓝色
NiSO4
硫酸镍(NiSO4)大量 用于电镀和作催化剂。
2、高价铁盐
铁、钴、镍中只有铁和钴才有氧化态为 +3的盐,其中铁盐较多。钴盐只能存在 于固态,氧化性很强,溶于水迅速分解 为Co2+盐,镍盐高价态为+4价。
K3[Fe(CN)6] + Fe2+ = KFe[Fe(CN)6]↓ + 2K+ 滕氏蓝
此法可检验Fe2+
3、其他配合物
Fe3+ SCN- [Fe(SCN)n]3-n n = 3~6,鉴定Fe3+的灵敏反应
Co2+
SCN- [Co(SCN)4]2-
溶于戊醇,丙酮等有机相能 稳定存在,可鉴定Co2+
4FeO42- + 10H2O = 4Fe(OH)3↓ + 3O2↑ + 8OH-
四、配位化合物 1、NH3 配合物
铁不形成氨合物;钴的+2、+3 离子都可形成氨配合物,以+3 离子的较稳定;镍的+2离子能 形成氨配合物。
Fe2+ NH3·H2O Fe(OH)2↓ NH3·H2O 不溶解 Fe3+ NH3·H2O Fe(OH)3↓ NH3·H2O 不溶解
一、概述
Ru
1、惰性,多以单质形式存在。

2、熔点通常较高
Os
锇 (Os:3318 K Pd:1825 K)。

Rh Pd


Ir
Pt


3、强的催化性能,合成氨用Ru催化剂。
4、强的吸氢能力,1体积Pt可溶1千体积H2, Pd也是吸氢能手。
5、多变氧化态, Pt:+2、+4, Os:+6、+8。
二、重要化合物 1、卤化物
FφeBOө/4V2-—0.7—2 Fe(OH)3—-0.5—6 Fe(OH)2—-0.—887Fe
0.7
0.17
-0.73
CoO2——Co(OH)3——Co(OH)2——Co
0.49
-0.72
NiO2—————————Ni(OH)2——Ni
价电子层 主要氧化态
Fe 3d64s2 +2,+3,+6
Co 3d74s2 +2,+3,+4
1、常温下铁容易受 潮湿的空气腐蚀,钴 和镍则较稳定。
4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3·H2O(铁锈) + 2H2O
2、铁、钴、镍均可置换稀酸中的氢,但在浓的硫酸或浓 的硝酸中铁钴、镍均发生钝化,与稀硝酸的反应铁被氧化 为硝酸铁(Ⅲ),而钴和镍为亚(Ⅱ)硝酸盐。
M + 2H+ = M2+ + H2↑ Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 3Co + 8HNO3 = 3Co(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O(Ni同Co)
三、重要化合物
按Fe—Co—Ni顺序,低价态还原性递减,高价态氧化性递增。
FeO
CoO
NiO
Fe2O3 Co2O3 Ni2O3
棕黄色 μ ≠ 0 0.2577 g/100 gH2O
PtF6:强氧化剂
PtF6 + O2 = [O2]+[PtF6 ]-
Xe + PtF6 = [Xe]+[PtF6]-(橙黄色)
——第一个稀有气体化合物
3Pt + 4HNO3 +18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO↑ + 8H2O
Na2PtCl6 橙红色晶体,易溶于水和酒精。 (NH4)2PtCl6、K2PtCl6 黄色晶体,难溶于水。
羰基配合物组成特点:单核羰基配合物中,金属原子的价电 子数和CO提供的配位电子数总和等于18,为反磁性物质。
[Fe(CO)5]、[Co2(CO)8]、[Ni(CO)4]
键பைடு நூலகம்形成
键的形成
5、Ni离子的鉴定
Ni2 2DMG 2NH3 Ni(DMG)2 (s) 2NH4
丁二肟(w ò )
鲜红色
CH3C NOH
Co2+和Co3+谁 的配合物更稳
定,为什么?
Co2+ NH3·H2O Co(OH)Cl↓ NH3·H2O [Co(NH3)6]2+ O2 [Co(NH3)6]3+
Ni2+ NH3·H2O Ni2(OH)2SO4↓ NH3·H2O [Ni(NH3)6]2+
5s轨道上只有1个电子,所以[Co(NH3)6]2+ 不稳定!!
Ni 3d84s2 +2,+3,+4
1、铁系金属以铁的活泼 性最强,它们均可置换稀 酸中的氢。
2、酸介质中,高氧化态 物质是强氧化剂,M3+离 子的氧化性从Fe—Co—Ni 依次增强。
3、碱介质中,铁系单质 和+2氢氧化物为较强的还 原剂。
二、单质
具有铁磁性是铁系元素的特殊性质,它们的合金是优良的磁性质 材料,它们具有金属的一般通性,钴合金硬度大,可作钻头。
KFe[Fe(CN)6] (s,蓝)
[Co(NH3)6]3+ ,红褐
O2 [Co(NH3)6]2+ ,土黄
NH3·H2O Co(OH)Cl (s,蓝)
[Ni(NH3)6]2+ ,蓝紫 NH3·H2O
Ni2(OH)2SO4 (s,浅绿)
NH3·H2O [Co(H2O)6]2+ (Cl-),粉红
OH-
NH3·H2O Ni2+(SO42-),淡绿
OH-
Co(OH)2 (s,粉红) NaClO
Ni(OH)2 (s,果绿) NaClO
Co(OH)3 (s,棕) 浓HCl
NiO(OH) (s,黑) 浓HCl
[CoCl4]2- ,蓝
[Ni (H2O)6]2+ ,浅绿
[Co(SCN)4]2- ,蓝 Ni(DMG)2 (s,鲜红)
(丙酮)
第二节 铂系元素
1、重要的M2+盐
FeSO4·7H2O俗称绿矾,易被空气氧化,它和硫 酸铵形成的复盐——硫酸亚铁铵((NH4)2FeSO4 , 俗称莫尔盐)比较稳定。
FeSO4
重要的还原剂,分析上用 它标定高锰酸钾的浓度
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Fe3+与F-和PO43-的配合物[FeF6]3-和[Fe(PO4)3]6-常用于 分析化学中对Fe3+的掩蔽。
Fe (Ⅱ)与环戊二烯基生成 夹心式化合物Fe (C5H5)2,称 为环戊二烯基铁(俗称为二 茂铁。二茂铁为橙黄色固体, 易溶于有机溶剂。
4、羰基配合物
铁钴镍都可与CO形成低价的羰基化合物, 这类化合物具有挥发性,用于提纯金属。
sp3d2杂化 6H2O ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑↓
3d
4s
4p
5d
Fe3+
↑ ↑ ↑↑↑
低自旋配合物
d2sp3杂化 6CN-
[Fe(CN)6]3- ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
铁的高自旋配合物和低自旋配合物
2、氰配合物 Fe2+ + 6CN- = [Fe(CN)6]4-
CH3C NOH
H
O
O
H3C
CH 3
CN
NC
Ni(DMG) 2:
Ni
CN
NC
H3C
O
O
CH 3
H
小结:
[Fe(H2O)6]2+ ,浅绿 H+
Fe(OH)2 (s,白) NH3·H2O
[Fe(H2O)6]2+ ,浅绿 OH-
Fe(OH)2 (s,白) O2
Fe(OH)3 (s,红棕) HCl
[FeCl4]- ,黄 鉴定:[Fe(SCN)n]3-n,血红
2M(OH)2 + ClO- + H2O = 2M(OH)3 + Cl- (M = Co,Ni) 2M(OH)3 + 6HCl(浓) = 2MCl2 + Cl2↑ + 6H2O 4Ni(OH)3 + 4H2SO4= 4NiSO4 + O2↑ + 10H2O
三价钴、镍表现出很强的氧化性! 水溶液中不能存在Ni3+或Co3+ 。

灰绿 暗绿 砖红


Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3
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