6 过渡金属元素幻灯片.ppt

Mn的价电子构型为3d54s2，有多种氧化数。氧化数为+2、 +4、 +7的化合物较为重要。 KMnO4是Mn的最重要的含氧酸盐，深紫色固体，溶液呈紫红色。 酸性介质中KMnO4 是很强的氧化剂，其氧化能力随介质酸性的减弱而减弱，而且它的还原产物因介质的酸碱性不同而不同。 （2）重要化合物 在酸性介质中MnO4-可以氧化SO32-、Fe2+等离子，还原产物是Mn2+： 2MnO4- + 5SO32- + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO42- +3H2O 紫色 粉红或无色 在弱碱性或中性介质中，还原产物是MnO2： 2MnO4- + 3SO32- + H2O → 2MnO2↓ + 3SO42- +2OH- 棕色 在浓的强碱性介质中，还原产物是MnO42-： 2MnO4- + SO32- + 2OH- → 2MnO42- + SO42- + H2O 绿色 同一元素较高和较低氧化数的化合物也能发生氧化还原反应，得到中间氧化数的化合物。这对锰的化合物来说是—个特征反应。例如MnO4- 与Mn2+在酸性介质中生成MnO2： 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O → 5MnO2↓ + 4H+ MnO2是锰的最稳定的氧化物。在酸性介质中是相当强的氧化剂。例如实验室制取Cl2的反应： 锰的化合物中以Mn(Ⅱ)盐最为稳定(d亚层半充满)在酸性介质中不易被氧化，也不易被还原，只有用强氧化剂如NaBiO3，才能将其氧化为MnO4- 2Mn2++14H++5NaBiO3(s)→2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O MnO4-的紫红色很深，在很稀的浓度下仍可观察到紫红色，可利用上述反应鉴定溶液中的Mn2+。 MnO2 + 4HCl (浓)→ MnCl2 + Cl2↑+2H2O 热 6.3.2 Fe、Co、Ni Fe、Co、Ni属于周期系ⅧB族的横向第一列元素，性质相似，通常将这三种元素称为铁系元素，它们在自然界原生矿中常共生。 Fe是最重要的金属，也是地球上分布最广的金属 约占地壳总重的4％，仅次于Al。 Fe、Co、Ni的单质都是有光泽的银白色金属，本身具有磁性，为铁磁性物质。常用的铁磁性材料有铁、硅铁、Fe-Si-Al合金、 Fe-Co-Ni 合金等。 铁磁性物质中存在一种含有排列一致的顺磁性原子磁域，称为磁畴。这些磁畴在外加磁场的作用下，沿磁场取向显示强的磁性，当外加磁场取消时，仍保留较强的残余磁矩。 铁最主要的用途是制造钢和合金钢。通常铁和铸铁都称为铁碳合金。一般含碳0.02%~2.0%的称为钢，大于2.0％的称为铸铁。 为了改善碳钢的性能，常加入一定量其他元素，以满足应用的要求，这种钢叫合金钢。 （1）性质及用途 铁、钴、镍均为中等活泼金属，能溶于稀酸，但钴、镍溶解速度较慢。冷浓硫酸可使铁钝化，冷浓硝酸也可使铁、钴、镍变成钝态。 镍常作电镀保护层；细分散态的镍常用作催化剂 钴的化合物使玻璃呈蓝色，可作护目镜。钴玻璃研磨成细粉后可做蓝色颜料。放射性同位素60Co作为医疗用辐射源。 Fe、Co、Ni均能形成金属性氢化物，例如FeH2、CoH2，其体积比原金属的体积有显著增加。 钢铁与氢(例如稀酸清洗钢铁制件产生的氢气)作用生成氢化物时会使钢铁的延展性和韧性下降，有时还使钢铁形成裂纹，也就是“氢脆”。 （1）性质及用途 铁、钴、镍都容易形成配合物。 Fe3+与黄血盐K4[Fe(CN)6]·3H2O作用生成普鲁士蓝沉淀 4Fe3++3[Fe(CN)6]4- →Fe4[Fe(CN)6]3↓ Fe2+与赤血盐K3[Fe(CN)6]·3H2O作用生成滕士蓝沉淀 3Fe2++2[Fe(CN)6]3- → Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ 这两个反应可分别鉴别Fe3+和Fe2+。两种蓝色配合物广泛用于油漆业和油墨业。 此外，Fe2+与SCN-、F-等离子均能形成配合物。 Co2+ 和Ni2+ 均可以与过量氨水作用形成配离子：土黄色的[Co(NH3)6]2+和蓝紫色的[Ni(NH3)6]2+。 （2）Fe、Co、Ni的配合物 金属铁和镍在高压的CO气氛中加热，可生成挥发性五羰基合铁和四羰基合镍：