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)，NaF(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

1

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 Co2+（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

2

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。） 3

2 Fe3+（黄）+Cu ＝ 2 Fe2+（淡绿）+ Cu2+ 结论：（比较几种氧化剂氧化性的强弱） 氧化性：Fe3+ > I2 > [Fe(CN)6]3?

3. Fe（II）、Co（II）、Ni（II）的硫化物的性质

（1）FeSO4溶液酸化后滴加H2S溶液，有什么变化？加入NH3·H2O呢？ Fe2+（淡绿）+ H2S + 2NH3·H2O ＝ FeS↓（黑）+2NH4+ + 2H2O FeS中滴加HCl溶液

FeS（黑↓）+2H+ ＝Fe2+（淡绿）+ H2S

（2）CoCl2溶液中，酸化后滴加H2S溶液有什么变化？加入NH3·H2O呢？ Co2+（粉红）+ H2S + 2NH3·H2O ＝CoS↓（黑）+2NH4++2H2O CoS溶液中滴加HCl溶液

CoS（黑↓）+H+→无明显变化，说明CoS不溶于酸

（3）NiSO4溶液中酸化后滴加H2S溶液，有什么变化？加入NH3·H2O呢？ Ni2+（绿）+ H2S + 2NH3·H2O ＝NiS↓（黑）+2NH4++2H2O NiS中滴加HCl溶液

NiS（黑↓）+H+→无明显变化，说明NiS不溶于酸

4. 铁、钴、镍配合物的生成和性质

(1) K4[Fe(CN)6]和K3[Fe(CN)6]溶液中分别加入NaOH [Fe(CN)6]4? → 无明显变化，说明不发生发应 [Fe(CN)6]3? →无明显变化，说明不发生发应 Ps：离子浓度太低，离子积太小 ( < Ksp )!!! (2) CoCl2溶液中加NH4Cl溶液和过量的氨水

Co2+（粉红）+ 6NH3·H2O ＝ [Co(NH3)6]2+（土黄）+6H2O 放置（暴露于空气中）

4[Co(NH3)6]2+（土黄）+O2+2H2O ＝ 4[Co(NH3)6]3+（颜色加深, 红褐）+4OH? (3)NiSO4溶液中加入少量NH3·H2O

2Ni2+（绿）+ 2NH3·H2O+SO42? ＝ Ni2(OH)2SO4↓（浅绿）+2NH4+ 加NH4Cl溶液和NH3·H2O

Ni2(OH)2SO4（浅绿↓）+ 4NH3·H2O+2NH4+ ＝ 4[Ni (NH3)6]2+（蓝）+2 SO42?+6H2O 比较：Co(NH3)62+和Ni(NH3)62+ 结论：稳定性Ni(NH3)62+ > Co(NH3)62+ (4)在FeCl3溶液中加入2滴KSCN

Fe3+ +n SCN? ＝ [Fe(SCN)n]3-n，n =1-6，均为血红色 Ps：Fe3+鉴定方法

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滴加NaF

(剧毒！！！操作一定要小心! F?离子的络合性极强, 人与HF接触，会和人身体中的金属元素反应，造成巨大损伤。举个例子说明它有多强，在血红色的硫氰化铁中加入NaF，颜色褪去，根本检测不到Fe3+的存在了。) [Fe(SCN)] 3-n +6F? ＝ [FeF6]3?+ n SCN?

(5) CoCl2溶液中加少量KSCN (s)，再加入几滴丙酮 Co2+（粉红）+4 SCN? ＝ [Co(SCN )4]2?（蓝） (6) NiSO4溶液中几滴NH3·H2O，再加入丁二酮肟 Ni2+（绿）+2DMG ＝ Ni(DMG)2↓ (鲜红色，玫瑰红) +2H+

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ohcp.html