下学期实验报告示范

Fe3++nSCN-= [Fe(SCN)n]3-n(n= 1~6)
（２）碱性介质：除去空气的酸性Fe2+溶液中缓慢加入３mL6mol L-1的NaOH。沉淀留一段时间观察
首先观察到白色沉淀，放置，沉淀很快变成棕红色，其中可以观察到白－灰绿－黑色－棕红的颜色变化
Fe2+生成了氢氧化物沉淀Fe(OH)2为白色。Fe(OH)2的还原性很强，很容易被空气氧化生成Fe(OH)3而呈红棕色。期间可以观察到一系列颜色变化。中间产物Fe(OH)2.2Fe(OH)3为黑色
查电极电势可知，Fe2+不能被I2氧化
Fe2+?+ I2= (不反应)
强氧化剂可以将Fe2+氧化成Fe3+，后者与SCN-反应生成血红色配合物：
Fe2++ H2O2= Fe3++ H2O
Fe3++nSCN-= [Fe(SCN)n]3-n(n= 1~6)
结论
由于电极电势 I2不能将Fe2+氧化成为Fe3+，生成配合物改变了电极电势， 因此I2可以将Fe(II)的氰配合物氧化成Fe(II)配合物；H2O2能将Fe2+氧化成Fe3+。
Fe(OH)3+ 3HCl = FeCl3+ 3H2O
2CoO(OH) + 6HCl = 2CoCl2+ Cl2+ 4H2O
2NiO(OH) + 6HCl = 2NiCl2+ Cl2+ 4H2O
（2） FeCl3溶液中加入KI溶液，再加入CCl4，震荡试管
FeCl3溶液中加入KI溶液后得到黄色溶液，加入CCl4震荡试管，CCl4层呈紫色。
Fe2++ 2OH-= Fe(OH)2(白色)
4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O = 4Fe(OH)3
２ 钴(II)的还原性
（１） Co2+溶液中加入Cl2水
实验未观察到溶液颜色变化。
Co2+与Cl2水不反应。
（２）CoCl2溶液中加入NaOH。所得沉淀分成两份。一份置于空气中，一份加入Cl2水
a.加入NaOH后首先观察到蓝色沉淀生成，NaOH过量，得到粉红色沉淀。
b. 沉淀放置在空气中没有变化；
c.加入Cl2水后，沉淀较慢变化为黑色，若加热，转变加快。
a.Ni2+?与NaOH反应生成绿色沉淀：
Ni2＋+ 2OH－= Ni(OH)2
b.Ni(OH)2不能被空气所氧化。
c.更强的氧化剂Cl2水可以将Ni(OH)2氧化为Ni(OH)3而呈黑色：
2Ni(OH)2+ Cl2+ 2NaOH = 2Ni(OH)3+ 2NaCl
第一份中加入NaOH；
第二份加入H2SO４；
第三份加水稀释；
第四份煮沸；
NiSO4中加入氨水后，生成蓝色配合物。空气中放置，无明显变化。
加入NaOH后，得到绿色沉淀；
加入H2SO4后，蓝色溶液转变为绿色；
加水稀释，无明显现象；
煮沸：生成浅绿色浑浊。
a. Ni2+与氨水反应生成蓝色配合物；
b. 空气不能将Ni(NH3)62+氧化成为Ni(NH3)63+，所以空气中放置无变化；
（３）FeCl3溶液中加入K4[Fe(CN)6]溶液
生成铁蓝。
鉴定Fe3+离子的反应：
4Fe3++ 3[Fe(CN)6]4-= Fe4[Fe(CN)6]3
（４）FeCl3溶液中加入氨水，直至过量
得到棕红色沉淀；加入过量氨水，沉淀不消失；
Fe3+在氨水中不能得到配合物，只得到沉淀：
Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3
总结：
铁、钴、镍的主要化合价为＋２和＋３。
其中＋２氧化态具有还原性，＋３氧化态具有氧化性。
通常，酸性条件下的氧化能力增加；碱性条件下物质还原能力增加；
配合物的形成能够在较大的程度上能改变元素电对的电极电势；
还原性增强
Fe(II)
Co(II)
Ni(II)
Fe(III)
Co(III)
Ni(III)
氧化性增强
常见电对的电极电势：（略）
c. 加入NaOH后，由于生成了沉淀，配合物被解离得到蓝色沉淀：
[Ni(NH3)6]2++ 2OH-= Ni(OH)2+ 6NH3
d. 加入H2SO4后，由于NH3生成为NH4+，配合物也被解离得到水合Ni2+离子：
[Ni(NH3)6]2+(蓝色) + 6H+= Ni2++ 6NH4+
e. 将配合物的水溶液加热，配离子水解得到沉淀：
2[Ni(NH3)6]SO4+ 2H2O = Ni2(OH)2SO4+ 10NH3(NH4)2SO4
结论
Co2+可以生成不稳定的蓝色的配合物[Co(SCN)4]2-，此配合物在有机相中稳定性增加。Co2＋也可以生成黄色的氨配合物。由于生成配合物之后电极电势发生变化，Co2+的氨配合物可以被空气氧化成Co(NH4)63+(橙色)，而Ni2+的氨配合物不能被空气所氧化。Ni2+的氨配合物加酸加碱或加热都可以破坏。
（2）CoCl2溶液中加入浓氨水，使生成的沉淀刚好溶解。静置。观察现象。
加入过量的氨水，沉淀溶解，生成黄色溶液。放置长时间后，溶液变为橙色。
Co2+与氨水反应先生成碱式盐沉淀，加入过量氨水，得到Co2+的配合物。由于配合物的生成，使得离子的电极电势发生变化，空气即可将[Co(NH3)6]2+氧化成高价配合物；
2[Fe(CN)6]4-+ I2＝ 2[Fe(CN)6]3-+ 2I-
2[Fe(CN)6]3-+ 3Fe2+= Fe3[Fe(CN)6]2
（2）新配置的(NH4)2Fe(SO4)2溶液中加入碘水，摇荡试管。溶液分成两份，各加入KSCN溶液，向其中一只试管中加入H2O2
只加入I2水溶液中加入KSCN观察不到红色出现。若加入H2O2立即得到红色溶液。
2离心沉降器；
三、?实验内容
步骤
实验操作
实验现象
解释及有关化学反应方程式
一、铁(II)、钴(II)、镍(II)化合物的还原性
1、1 铁(II)的还原性：
（１）酸性介质：酸性的Cl2水中滴加(NH4)2Fe(SO4)2溶液
绿色的Fe2+溶液很快转变为黄色。加入KSCN，立即得到血红色溶液
Cl2将Fe2+氧化成Fe3+而呈黄色。加入KSCN，由于生成了[Fe(SCN)n]3-n而呈血红色。
b.沉淀放置在空气中慢慢转变为褐色；
c.加入Cl2水，很快转变为褐色。
a.Co2+?溶液中加入NaOH后，首先生成蓝色碱式盐
Co(OH)Cl，NaOH过量生成Co(OH)2。
CoCl2+ 2NaOH = Co(OH)2+ 2NaCl
b.Co(OH)2具有一定的还原性，在空气中慢慢被氧化为褐色的Co(OH)2。
CoCl2+ NH3H2O = Co(OH)Cl + NH4Cl
Co(OH)Cl + 7NH3= H2O = [Co(NH3)6](OH)2+ NH4Cl
2[Co(NH4)6](OH)2+ 1/2O2+ 2H2O = 2[Co(NH3)6](OH)3
３ 镍的配合物
NiSO4溶液中加入6mol L-1的氨水，所得溶液放置。再分成四份，
a.Fe(OH)3溶入浓盐酸，KI-淀粉试纸无变化；
b.Co(OH)3Ni(OH)3加入浓盐酸后，KI-淀粉试纸变蓝；
a.Fe(OH)3与浓盐酸只发生酸碱反应；
b.Co(OH)3和Ni(OH)3溶入浓盐酸后，生成的Co3+和Ni3+在水溶液中由于强氧化性不能存在，与浓盐酸反应释放Cl2气使KI-淀粉试纸变蓝。
实验二十四 第一过渡系元素（二）（铁、钴、镍）
一、实验目的：
1 试验并掌握二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性。
2 试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及性质。
3 试验并总结铁、钴、镍及其配合物氧化还原性的变化规律。
二、主要实验仪器和药品:
1 铁、钴、镍的常见化合物溶液；氨水、氢氧化钠、稀硫酸等；
Fe3＋能够氧化I-生成I2，单质I2溶入CCl4呈紫色。
2Fe3++ 2I-= 2Fe2++ I2
结论
水溶液中Fe3+的氧化力大于I2，而Co3+和Ni3+的氧化力大于Cl2。
三、配合物的生成
１铁的配合物
（１） 亚铁氰化钾溶液中加入碘水，摇荡试管后，加入硫酸亚铁。
加入硫酸亚铁后生成蓝色物质。
Fe(II)的CN－配合物被I2氧化成Fe(III)配合物，加入Fe2＋后生成了铁蓝。
2 钴的配合物
（１）CoCl2溶液中加入少量KSCN固体，观察固体周围溶液的颜色。再加入戊醇和乙醚，观察有机相颜色。
加入KSCN固体后，固体周围出现蓝紫色。加入有机相摇荡后，有机相为浅蓝色。
Co2+与SCN-生成蓝色配合物，此配合物在水溶液中不稳定，在有机相中较为稳定。
Co2++ 4SCN-(乙醚) = [Co(SCN)4]2-
c.加入Cl2水很快被氧化：
4Co(OH)2+ O2+ 2H2O = 4Co(OH)3(棕色或褐色)
2Co(OH)2+ Cl2+ 2NaOH = 2Co(OH)3+ 2NaCl