铁钴镍元素性质

铁钴镍元素性质

浙江工业大学化材学院郝刚

一目的要求

1.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）、Co（III）、Ni（II）、Ni（III）的氢氧化物和硫化物的生成与性质。

2.了解Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性

3.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）、Co（III）、Ni（II）和Ni（III）的配合物的生成和性质

4.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）和Ni（II）等离子的鉴定方法

二基本操作

1、离心机的使用：先调零、开电源、调时间3-4min、调转速2000 rpm，结束后要调零

2、定性实验的试剂滴加练习巩固

3、通风橱的使用（饱和硫化氢、浓盐酸等）

三主要仪器和药品

1仪器：离心机，烧杯(200mL)，试管，离心试管，试管夹，滴管

2药品：铜片，铁屑，(NH)2Fe(SO4)2·6H2O( 固)，KCl(固) ，NH4Cl(固)，HCl(2 mol•L-1，6 mol•L-1，浓)，H2SO4(1mol•L-1)，HAc(2mol•L-1)，NaOH(2 mol•L-1，6mol•L-1)，氨水(2mol•L-1，6mol•L-1，浓)，K4[Fe(CN)6](0.1 mol•L-1)，

K3[Fe(CN)6](0.1mol•L-1)，CoCl2(0.1mol•L-1)，NiSO4(0.1mol•L-1)，(NH)2Fe(SO4)2(0.1mol•L-1)，KI(0.1 mol•L-1)，FeCl3(0.1 mol•L-1)，CuSO4(0.1mol•L-1)，KSCN(0.1 mol•L-1，1mol•L-1)，Na F(1 mol•L-1)，溴水，H2O2(3%)，CCl4，丙酮，丁二酮肟，碘化钾-淀粉试纸等。

四实验内容

1.铁、钴、镍的氢氧化物的生成和性质

（1）Fe(OH)2的生成和性质

制备除氧气的FeSO4溶液和NaOH溶液，再制备Fe(OH)2

Fe2+（浅绿）+2OH-＝Fe(OH)2↓（白）

Ps：较难！NaOH溶液滴管不可在液面上！

Fe(OH)2加HCl溶液

Fe(OH)2（白↓）+ 2H+＝Fe2+（浅绿）+ 2H2O

Fe(OH)2加NaOH溶液

Fe(OH)2（白↓）+ OH-→无明显变化，说明不发生发应

Fe(OH)2在空气中静置

Fe(OH)2（白↓）+ O2 + 2 H2O ＝4 Fe(OH)3↓（棕红）

（2）Co(OH)2的生成和性质

制备Co(OH)2（慢慢滴加）

Co2+（粉红）+Cl-+ OH-＝Co(OH)Cl ↓（蓝）

Co(OH)Cl（蓝）+ OH-＝Co(OH)2↓（粉红）

总反应：Co2+（粉红）+ 2OH-＝Co(OH)2↓（粉红）

Co(OH)2中加HCl溶液

Co(OH)2（粉红↓）+2 H+＝Co2+（粉红）+2 H2O

Co(OH)2加NaOH溶液

Co(OH)2（粉红↓）+ OH-→无明显变化，说明不发生发应

Co(OH)2在空气中静置

Co(OH)2（粉红↓）+ O2 +2 H2O ＝4 Co(OH)3↓（褐，读作氢氧化高钴）

Ps：该反应变化较慢比前面Fe(OH)2变化慢！

（3）Ni(OH)2的生成和性质

制备Ni(OH)2

Ni2+（绿）+Cl-+ OH-＝Ni (OH)Cl ↓（缺省）

Ni(OH)Cl（蓝）+ OH-＝Ni (OH)2↓（粉红）

总反应：Ni2+（绿）+ 2OH-＝Ni (OH)2↓（苹果绿）

Ni(OH)2中加HCl溶液

Ni (OH)2（苹果绿↓）+2 H+＝Ni 2+（绿）+2 H2O

Ni(OH)2加NaOH溶液

Ni (OH)2（苹果绿↓）+ OH-→无明显变化，说明不发生发应

Ni(OH)2在空气中静置

Ni (OH)2（苹果绿↓）+ O2 + H2O →无明显变化，说明不发生发应

结论：（比较酸碱性和氧化还原性）

酸碱性：Fe2+、Co2+、Ni2+的氢氧化物呈碱性

还原性：Fe(OH)2 > Co(OH)2 > Ni (OH)2

（4）Fe(OH)3的生成和性质

FeCl3溶液中滴加NaOH溶液

Fe3+（黄）+3OH-＝Fe(OH)3↓（棕），检查酸碱性pH=10

Fe（OH）3中加HCl溶液

Fe(OH)3（棕↓）+3H+＝Fe3+（黄）+3H2O

由于水解，生成[Fe(H2O)5(OH)] 2+

Fe（OH）3中加NaOH溶液

Fe(OH)3（棕↓）+ OH-→ 无明显变化，说明不发生发应

（5）Co(OH)3的生成和性质

CoCl2溶液中加几滴溴水，再加入NaOH溶液

2Co2+（粉红）+Br2+6 OH-＝2Co（OH）3↓（褐）+2Br-

Co(OH)3加浓HCl

加热反应：2 Co(OH)3（褐↓）+6HCl（浓）＝＝ 2 Co（粉红）+4Cl-+Cl2+6H2O Ps：Co（III）具有氧化性，用淀粉KI试纸检验产物，试纸变蓝。

（6）Ni(OH)3的生成和性质

NiSO4溶液中加几滴溴水，再加入NaOH溶液

2Ni2+（绿）+ Br2 + 6OH-＝2 Ni(OH)3↓（黑，读作氢氧化高镍）+2Br-

Ni(OH)3加浓HCl

2 Ni(OH)3（黑↓）+ 6HCl（浓）＝ 2 Ni2+（粉红）+4Cl-+Cl2+6H2O

同理，Ni(III)具有氧化性，用淀粉KI试纸检验产物，试纸变蓝。该反应不需要加热

结论：（比较酸碱性和氧化还原性）

酸碱性：Fe3+、Co3+、Ni3+的氢氧化物呈碱性

氧化性：Fe(OH)3 < Co(OH)3 < Ni (OH)3

2.铁盐的性质

（1）Fe2+的还原性

① KMnO4溶液酸化后滴加FeSO4

MnO4-（紫）+5 Fe2+（淡绿）+8 H+＝Mn2+(肉色)+5Fe3+（黄）+4H2O

滴加K4[Fe(CN)6]溶液

K++ Fe3++[Fe(CN)6]4-＝KFe [Fe(CN)6]3↓（蓝）

Ps：该反应为Fe3+的鉴定方法

②FeSO4溶液酸化后加入H2O2

2Fe2+（淡绿）+2H++ H2O2＝2 Fe3+（黄）+2H2O

滴加KSCN溶液

Fe3++nSCN-＝[Fe(SCN)n]3-n，n=1-6，均为血红色

Ps：Fe3+鉴定方法

③在碘水中加2滴淀粉，再滴加FeSO4溶液

I2+ Fe2+（淡绿）→无明显变化，说明不发生发应

Ps：φθI2/I-=0.535V, φθFe3+/ Fe2+=0.771V

④在碘水中加2滴淀粉，再滴加K4[Fe(CN)6]溶液

I2（灰）+[Fe(CN)6]4-（黄）＝I-+[Fe(CN)6]3-（红）另解：深蓝色褪去？？

结论：（比较几种还原剂还原性的强弱）

还原性：Fe2 + < I- < [Fe(CN)6]4-

（2）Fe3+的氧化性

①FeCl3溶液中加入KI溶液，再加2滴淀粉

2 Fe3+（黄）+2 I-＝2 Fe2+（淡绿）+ I2（灰）

K4[Fe(CN)6]溶液中加入KI溶液，再加2滴淀粉

[Fe(CN)6]3-+ I-→无明显变化，说明不发生发应

②FeCl3溶液中加入H2S溶液

2 Fe3+（黄）+H2S ＝2 Fe2+（淡绿）+ S↓（黄）+2H+( 变浑浊)

③1mL FeCl3溶液中浸入一小片铜（该反应最先做，最终分三个色层，很漂亮，做完铜片要回收。）