第十章、铁系.ppt

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1、铁系第Ⅷ族包括9种元素：FeCoNi铁系一、铁系元素一、铁系元素概述二、铁：常见氧化态+2和+3及不稳定氧化态+6。氧化数为+2的铁的化合物氧化数为+2的铁的化合物1)、FeO和Fe(OH)2FeC2O4=FeO+CO+CO2(隔绝空气)FeO呈碱性，溶于酸形成二价铁盐。Fe2++2OH-==Fe(OH)2(白)(隔绝空气)2Fe(OH)2+O2+H2O==2Fe(OH)3红棕Fe(OH)2呈两性，主要是碱性，酸性很弱，但可溶于浓碱：Fe(OH)2+4OH-==[Fe(OH)6]4-氧化数为+2的铁的化合物2)、FeSO4：Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2

2、(隔绝空气)FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4(工业法)FeSO4.7H2O浅绿色，俗称绿矾。FeSO4.7H2O在空气中逐渐风化而失去一部分结晶水，加热逐渐脱水成无水FeSO4，强热则分解：2FeSO4=Fe2O3+SO2+SO3氧化数为+2的铁的化合物FeSO4易溶于水，且有微弱水解：Fe2++H2O=Fe(OH)++H+在空气中能被氧化成铁锈色的碱式盐：2FeSO4+1/2O2+H2O=2Fe(OH)SO4FeSO4和碱金属硫酸盐形成复盐：M2SO4.FeSO4.6H2O。在空气中有良好的稳定性。FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O(

3、摩尔氏盐)，常被用作还原剂。在定量分析中用来标定K2Cr2O7和KMnO4浓度。3)、Fe(Ⅱ)的配位化合物K4[Fe(CN)6](低自旋)，遇Fe3+立即产生名为普鲁士蓝的沉淀：K++Fe3++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6氧化数为+3的铁的化合物1)、三氧化铁和氢氧化铁α-Fe2O3顺磁性的，γ-Fe2O3铁磁性的Fe(NO3)3，Fe2(C2O4)3Fe3O4FeO+Fe2O3混合物Fe3O4(磁性氧化铁)，可通过如下反应制备：3Fe+2O2==Fe3O46FeO+O2==2Fe3O43Fe+4H2O==Fe3O4+4H2△△O2氧化数为+3

4、的铁的化合物Fe(OH)3实际上是Fe2O3.nH2O，新沉淀的Fe2O3.nH2O呈两性，主要是碱性，易溶于酸中，溶于浓的强碱形成[Fe(OH)6]3-。2)、FeCl3：2Fe+3Cl2=2FeCl3FeCl3具共价性，熔点、沸点较低，能溶于有机溶剂，673K时，它的蒸气中有双聚分子Fe2Cl6存在：氧化数为+3的铁的化合物FeCl3易潮解、易溶于水。FeCl3.6H2O加热水解失去HCl生成碱式盐。FeCl3在酸性溶液中是较强的氧化剂。2FeCl3+2KI==2KCl+2FeCl2+I22FeCl3+H2S==2FeCl2+2HCl+S2FeCl3+SnCl

5、2==2FeCl2+SnCl4SnCl2还原三价铁盐是分析化学中常用的反应。三氯化铁在某些有机反应中用作催化剂。氧化数为+6的铁的化合物Fe3+处于中间状态：FeO42-+8H++3e-=Fe3++4H2OΦAΘ=2.20VFeO42-+4H2O+3e-=Fe(OH)3+5OH-ΦBΘ=0.72V氧化数为+6的铁的化合物可见一般的氧化剂很难在酸性介质中把Fe3+氧化成FeO42-，在碱性介质中，ClO-就能将Fe3+氧化成FeO42-：2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2OFe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KN

6、O2+2H2O氧化数为+6的铁的化合物向高铁酸盐溶液中加入BaCl2会析出BaFeO4沉淀，酸化时发生分解：4FeO42-+20H+=4Fe3++3O2+10H2O三、钴和镍氧化数为+2和+3的钴和镍的化合物1)、氧化物和氢氧化物在隔绝空气的条件下，加热Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的碳酸盐和草酸盐或硝酸盐，制得灰绿色的氧化钴CoO或暗绿色的氧化镍NiO。CoO和NiO几乎不显两性。在空气中加热钴的碳酸盐、草酸盐或硝酸盐，分解生成黑色的Co3O4(CoO和Co2O3的混合物)，纯净的Co2O3和Ni2O3没得到过。三、钴和镍Ni2++BrO-+OH-=β-NiO(OH)+

7、Br-+H2ONi2++ClO-+OH-=NiO2+Cl-+H2O向Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)盐的水溶液中加碱，可以得到相应的氢氧化物Co(OH)2(粉红)和Ni(OH)2(绿)。粉红色Co(OH)2在空气中慢慢地被氧化为棕褐色的Co(OH)3，Ni(OH)2稳定，不被空气中的氧所氧化。2Ni(OH)2+2OH-+Br2=2Ni(OH)3+2Br-Co(OH)3和Ni(OH)3在酸性介质中是强氧化剂。2Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+Cl2+6H2O化合物