第22章铁系元素和铂系元素讲解.ppt

第 22 章 铁系元素和铂系元素 教学要求： 1. 掌握铁的主要矿物，铁系元素单质的性质，氧化 物、氢氧化物、重要的盐和配合物的性质。 2. 了解铂系元素，掌握一些重要的单质及化合物的 性质。 Ⅷ族 Fe Co Ni 3d 6 4s 2 3d 7 4s 2 3d 8 4s 2 价态： +2 +3 (+6) +2 (+3 +4) +2 (+3 +4) 22-1 铁系元素的单质 主要矿物有： 赤铁矿 Fe 2 O 3 、 磁铁矿 Fe 3 O 4 、褐 铁矿 2Fe 2 O 3 · 3H 2 O 、 黄铁矿 FeS 2 和 菱铁矿 FeCO 3 ； 辉钴矿 CoAsS 、砷钴矿 CoAs 2 ； 镍黄铁矿 (Ni, Fe) 9 S 8 、红砷镍矿 NiAs 等。 物理性质： 铁系元素单质都是银白色，有金属光泽，是很好 的磁性材料，熔、沸点随原子序数的增加而降低（ 因 为 3d 轨道中成单电子数依次减少，金属晶体中自由电 子数减少，金属键减弱 ）。 铁系元素都是中等活泼的金属，活泼性递减。 纯的块状 Fe ， Co ， Ni 在水、空气中稳定； 加热时，可与 O 2 、 S 、 X 2 等反应； Fe 在潮湿空气中生锈，生成棕色铁锈 Fe 2 O 3 · n H 2 O ； 2Fe + 3H 2 O( 赤热 ) = Fe 2 O 3 + 3H 2 Fe 、 Co 、 Ni 均可与稀酸反应置换出氢气； 浓、冷 HNO 3 和浓 H 2 SO 4 可使 Fe 、 Co 、 Ni 钝化，所以可 用铁制品盛装和运输浓硝酸和浓硫酸。 Fe 、 Co 、 Ni 难与强碱反应，所以可以用镍坩埚来熔融 碱性物质的样品。 化学性质： 一、氧化物 +2 氧化态： FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 绿色 隔绝空气加热： FeC 2 O 4 ＝ FeO + CO + CO 2 CoC 2 O 4 ＝ CoO + CO + CO 2 NiCO 3 ＝ NiO + CO 2 22-2 铁系元素的简单化合物 +2 氧化态的氧化物都属于碱性氧化物。 MO + 2H + ＝ M 2+ + H 2 O +3 氧化态： Fe 2 O 3 Co 2 O 3 Ni 2 O 3 砖红色 （黑色，无纯品） 在空气中加热： 2Fe(OH) 3 ＝ Fe 2 O 3 + 3H 2 O Fe 2 O 3 俗称 铁红 ，是红色颜料。 Fe 2 O 3 + 6HCl ＝ 2FeCl 3 + 3H 2 O 混价氧化物 Fe 3 O 4 俗称 磁性氧化铁 ，黑色。可通过铁在氧气中加热 或水蒸气通过赤热的铁制备。 可以将 Fe 3 O 4 看作是一种铁 (III) 酸盐， Fe[FeO 2 ] 2 。 Co 3 O 4 ，黑色，可通过在空气中加热钴 (II) 的碳酸盐、 草酸盐、硝酸盐或将 CoO 在氧气中加热得到。 Co 3 O 4 + 8HCl ＝ 3CoCl 2 + C1 2 + 4H 2 O 铁（ II ）、钴（ II ）、镍（ II ）的盐溶液中加入碱， 均能得到相应的氢氧化物沉淀。 二、 氢氧化物 Fe(OH) 2 Co(OH) 2 Ni(OH) 2 还原能力逐渐减弱