1 / 124

第 22 章 铁系元素和铂系元素

第 22 章 铁系元素和铂系元素. 3. 主 要 内 容. 铁系元素的单质. 1. 铁系元素的简单化合物. 2. 铁系元素的配位化合物. 3. 铂系元素. 4. 5. 过渡金属元素小结. 铁系元素. Fe Co Ni. Ru Rh Pd Os Ir Pt. 铂系元素. 元素周期表 VIII 族 中的 9 种元素，按其性质分为两个系 ：. 硅镁镍矿 Ni ， Mg 6 Si 4 O 10 OH 2 ，硫化物矿。. （ ）. （ ）.

urit
Download Presentation

第 22 章 铁系元素和铂系元素

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第 22 章 铁系元素和铂系元素 3

  2. 主 要 内 容 铁系元素的单质 1 铁系元素的简单化合物 2 铁系元素的配位化合物 3 铂系元素 4 5 过渡金属元素小结

  3. 铁系元素 Fe Co Ni Ru Rh Pd Os Ir Pt 铂系元素 元素周期表VIII 族中的9种元素，按其性质分为两个系：

  4. 硅镁镍矿 Ni，Mg 6 Si4O10 OH 2，硫化物矿。 （ ） （ ） 铁 Fe 赤铁矿 Fe2O3，磁铁矿 Fe3O4，菱铁矿 FeCO3。 在地壳中的质量分数为4.1 % 。 钴 Co 砷钴矿 CoAs2，辉钴矿 CoAsS，硫钴矿 Co3S4。 在地壳中的质量分数为2.0  10－3%。 镍 Ni 在地壳中的质量分数为 8.0  10－3%。

  5. 铂系元素均以少量单质存在于其他矿物中。 钌 Ru 在地壳中的质量分数为1  10－7% 。 铑 Rh 在地壳中的质量分数为2  10－8% 。 钯 Pd 在地壳中的质量分数为6  10－8% 。

  6. 铂系元素易于变价，与不同的反应物生成不同的中间体，因而都是优良的催化剂；铂系元素易于变价，与不同的反应物生成不同的中间体，因而都是优良的催化剂； 由于 d 轨道未充满电子，铂系元素的化合物常有颜色，有非常强的生成配位化合物倾向； 由于d 轨道有未成对电子，在磁场中 铂系元素常表现为顺磁性。

  7. 22 － 1铁系元素的单质 铁系元素单质都是银白色具有光泽的 金属，都有强磁性。 铁和镍的延展性好，钴硬而脆。 依 Fe，Co，Ni 顺序，其原子半径略 有减小，密度略有增大，熔点降低。

  8. 铁、钴、镍属于中等活泼的金属，活泼性依次递减。铁、钴、镍属于中等活泼的金属，活泼性依次递减。 成块状的纯铁、钴、镍单质在空气和纯水中是稳定的。 含有杂质的铁在潮湿的空气中可缓慢锈蚀，形成结构疏松的棕色铁锈 Fe2O3 • H2O：

  9. 铁的锈蚀发生必须有氧气、水及一种电解质的存在，该过程为电化学过程：铁的锈蚀发生必须有氧气、水及一种电解质的存在，该过程为电化学过程： Fe —— Fe2+ + 2e– O2 + 2 H2O + 4e– —— 4OH– 4 Fe OH 2 + O2 —— 2 Fe2O3 + 4 H2O （ ）

  10. 经过强氧化性物质如浓硝酸等处理过 的铁表面，形成一层致密的氧化膜，可以 保护铁表面免受潮湿空气的锈蚀。 钴和镍被空气氧化可生成薄而致密的膜，这层膜可保护金属使之不被腐蚀。

  11. 钴在加热条件下与空气中的氧反应，温度较低时生成 Co3O4和 CoO，升温至 900℃以上，Co3O4 分解，于是氧化产物为 CoO。 加热条件下，镍与氧气反应生成 NiO。 铁在红热情况下，与硫、氯、溴等剧烈作用。在 200~300 ℃条件下，与卤素反应生成 FeF3，FeBr3，及 FeI2。

  12. 钴与氟化合成 CoF3，与其他卤素化合 只能得到 Co Ⅱ 化合物。 （ ） 赤热条件下，水蒸气与铁反应生成氢气和 Fe2O3。 镍与氟反应生成的氟化物保护膜阻止 反应的继续进行。 Fe，Co，Ni 对碱稳定，可用Ni 制坩 埚处理熔碱。

  13. 黑色的 Fe3O4 （ ） （ ） 其中含有 Fe Ⅱ 和 Fe Ⅲ 。 22－2 铁系元素的简单化合物 22－2 －1 铁的简单化合物 铁有 3 种常见的氧化物 黑色的 FeO 砖红色的 Fe2O3

  14. 将 Fe3O4 溶于稀盐酸，在溶液中存在 两种价态的铁离子： Fe3O4 + 8 HCl —— FeCl2 + 2 FeCl3 + 4 H2O

  15. 在隔绝空气的条件下加热分解草酸亚铁，可以制得黑色粉末 FeO： FeC2O4 —— FeO + CO↑+ CO2↑

  16. Fe2+ + 2OH– ——Fe OH 2 （ ） Fe OH 2 + O2 —— Fe OH 3 （ ） （ ） Fe Ⅱ 盐与碱液在无氧条件下作用得到白色 Fe OH 2 沉淀，与空气中的氧作用迅速转变为灰蓝绿色，产物分别是 Fe Ⅱ 和 Fe Ⅲ 氢氧化物的混合物及水合 Fe2O3，最后转化为棕红色的 Fe OH 3： （ ） （ ） （ ） （ ） （ ）

  17. （ ） Fe OH 2溶于酸，也微溶于浓氢氧 化钠溶液，但并不以此称其具有两性。 铁的硫酸盐、硝酸盐易溶于水，且由 于水解作用溶液不同程度地呈酸性。 铁的碳酸盐、磷酸盐等弱酸盐都难溶 于水。

  18. Fe3+的水解严重，故三价铁的强酸盐溶于水，得不到淡紫色的 [Fe H2O 6]3+，而是逐渐水解生成黄色的 [Fe OH H2O 5]2+。 （ ） （ ） （ ） 由于 d 轨道处于未充满状态，Fe 的水合离子具有一定的颜色，[Fe H2O 6]2+呈浅绿色，[Fe H2O 6]3+呈浅紫色。 （ ） （ ）

  19. 亚铁盐在空气中易被氧化，其复盐 FeSO4 •NH42SO4• 6 H2O 在空气中较 稳定。 （ ） 铁的碳酸盐、磷酸盐等弱酸盐在水 中都是难溶的。

  20. FeSO4•NH42SO4 •6 H2O 为浅蓝绿色 晶体，称为莫尔盐，可用作氧化还原滴定的 还原剂。 （ ） 水合硫酸亚铁 FeSO4 •7 H2O为蓝绿色 晶体，俗称绿矾。它是制备其他铁化合物的 常用原料。

  21. （ ） 硫酸铁是一种常见的 Fe Ⅲ 原料，其与 NH42SO4形成的复盐 NH4Fe SO42 •12H2O 俗称铁铵矾，可用于鞣革。 （ ） （ ） FeCl3 •6 H2O 呈橘黄色。无水 FeCl3为棕 黑色，由铁屑与干燥氯气在500 ~ 700 ℃条件 下制得。

  22. 在酸性介质中 Fe（Ⅲ）是中等强度的氧 化剂，可以氧化 KI，H2S，SO2，Sn2+等强还 原剂： 2 FeCl3 + H2S —— 2 FeCl2 + 2 HCl + S↓ 2 Fe3+ + 2 I－—— 2 Fe2+ + I2 2 Fe3+ + SO32－+ H2O ——SO42－+ 2 Fe2+ + 2 H+

  23. 在强碱中 Fe OH 3被氧化生成紫色的高 铁酸根： （ ） 2 Fe OH 3 + 3 Cl2 + 10 OH– —— 2 FeO42– + 6 Cl– + 8 H2O （ ） FeCl3的水溶液对铜的溶解能力，使之用于印刷电路板的刻蚀： 2 Fe3+ + Cu —— 2 Fe2+ + Cu2+

  24. 高铁酸钡是红棕色沉淀： FeO42– + Ba2+ —— BaFeO4 ↓ 酸性条件下，FeO42–氧化性极强而不稳定： 4 FeO42– + 20 H+ —— 4 Fe3+ + 3 O2 + 10 H2O

  25. 向 Co2+盐溶液中加入碱先生成蓝色的 Co OH 2沉淀，放置或加热转化为粉色的 Co OH 2 。 （ ） （ ） 22－2－2 钴和镍的简单化合物 钴有 3 种氧化物，灰色的 CoO，灰黑色的 Co2O3 和黑色的 Co3O4。

  26. Co OH 2既与稀酸反应，又与氢氧化 钠反应，具有两性： （ ） Co OH 2 + 2 HCl —— CoCl2 + 2 H2O （） Co OH 2 + 2 NaOH（浓） ——Na2[Co OH 4] （ ） （ ）

  27. Co OH 2在碱性条件下或空气中容易被 氧化为 Co OH 3。 （ ） （ ） Co Ⅲ 在酸性介质中有强氧化性，与盐 酸作用放出 Cl2： （ ） 2 Co OH 3 + 6 HCl —— 2 CoCl2 + Cl2↑+ 6 H2O （ ） Co3O4 + 8 HCl —— 3 CoCl2 + Cl2 ↑+ 4 H2O

  28. 无水盐 CoF2 为红色， CoCl2为蓝色， CoBr2为绿色， CoI2 为黑色。 利用 CoCl2水合前后颜色的不同，将其掺入硅胶中可作为硅胶含水量的指示剂，也可作为指示空气湿度变化的“变色花”。

  29. （ ） 酸性介质中，Co Ⅲ 的氧化性很强，可以将 Mn2+氧化成 MnO4– ： 5 Co3+ + Mn2+ + 4 H2O —— MnO4－+ 5 Co2+ + 8 H+

  30. Co3+ 可将 H2O 氧化，致使其在水溶液 中不能稳定存在： 4 Co3+ + 2 H2O —— 4 Co2+ + 4 H+ + O2 ↑

  31. 镍元素有氧化数为 +2的绿色氧化物和氢氧化物 NiO，Ni OH 2。 （ ） 尽管纯的 Ni2O3尚未见报道，但在碱性 介质中，用溴氧化硝酸镍可以得到黑色的 NiO OH ： （ ） 2Ni2+ + Br2 + 6 OH－—— 2NiO OH + 2 Br－+ 2 H2O （）

  32. 2 NiO OH + 6 HCl —— 2 NiCl2 + Cl2↑+ 4 H2O （ ） NiO OH 中 Ni 的氧化数为 +3，是极强的氧化剂： （ ） Ni3+ 可将H2O 氧化，故其在水溶液中不能稳定存在。

  33. （ ） Fe OH 2和 Co OH 2在空气中易被空气中的氧氧化成高价。 （ ） （ ） 但Ni OH 2 在空气中不能被氧化，制备黑棕色的Ni OH 3要用强氧化剂 Br2，Cl2或 NaClO 等。 （ ） Ni2+ 水合盐多为绿色，Ni2+的溶液主要用于金属材料的电镀保护。

  34. Co OH 2和 Ni OH 2易溶于氨水生成配合物，其溶解度在有 NH4Cl 存在时增大。 （ ） （ ） Fe OH 2 和 Fe OH 3不溶于氨水中，在氨水都生成沉淀： （ ） （ ） Fe2+ + 2 NH3 • H2O —— Fe OH 2 + 2 NH4+ （ ）

  35. Fe3+ + 3 NH3 • H2O —— Fe OH 3↓ + 3 NH4+ （ ） FeS，Fe2S3，CoS 和 NiS 均为黑色难溶物，皆可溶于稀盐酸。

  36. 在盐酸中， Fe3+与氯离子形成黄色的 [FeCl4]–及 [FeCl4 H2O 2]–配离子。 （ ） FeCl3在水溶液中随着氯离子浓度的不 同，以 [FeCl H2O 5]2+， [FeCl2 H2O 4]+， [FeCl4 H2O 2]–等形式存在。 （ ） （ ） （ ） 22－3 铁系元素的配位化合物 22－3－1 铁的配位化合物

  37. Fe3+与氟离子生成的配位化合物是无色 的，主要是 [FeF5 H2O ]2–， 因此氟化物可 作为三价铁的掩蔽剂。 （ ） 鉴定 Fe3+ 时，经常向 Fe3+ 溶液中滴 加KSCN 或NH4SCN，生成血红色物质即Fe SCN n3－n（n = 1~ 6 ）。 （ ）

  38. K4[Fe CN 6 ] •3 H2O，黄色晶体，俗称 黄血盐。在其水溶液中加入Fe3+，生成称为 普鲁士蓝的蓝色沉淀： （ ） Fe CN 64－+ Fe3+ —— Fe4III[FeII CN 6]3 （ ） （ ）

  39. K3[Fe CN 6]，红色晶体，俗称赤血盐。 常由黄血盐氧化得到： （ ） 2K4[Fe CN 6] + Cl2 —— 2K3[Fe CN 6] + 2 KCl （ ） （ ） 赤血盐在溶液中遇 Fe2+生成蓝色滕氏蓝沉淀。

  40. 滕氏蓝和普鲁士蓝化学式均为 FeⅢ4 [FeⅡ CN 6 ]3 •x H2O（x = 14 ~ 16） （ ） 由于生成途径的不同，滕氏蓝和普鲁士蓝最初曾被看成两种物质，后来的研究表明，这两种蓝色沉淀具有完全相同的铁氰骨架结构和组成。 只是骨架空隙中水分子的数目略有差别。

  41. 另有一种可溶性普鲁士蓝，其化学式为KFe[Fe CN 6] 。 （ ） 它具有正六面体结构单元：

  42. Fe（III）和Fe（II）相互交替地排列 在正六面体的顶点。配体 CN－ 位于正六面体的棱上。

  43. K+位于正六面体的空穴中，以平衡铁氰骨架的负电荷。

  44. 只是正六面体单元中的4 个 Fe Ⅱ有一个被水分子取代。 （ ） 滕氏蓝和普鲁士蓝的结构，与可溶性普鲁士蓝相似。 H2O

  45. 同时与这个 Fe（Ⅱ）配位的 3 个 CN－ 也各被一个水分子取代，且有一个水分子存在于正六面体的空穴中。 H2O H2O H2O H2O H2O

  46. （ ） 2 K3[Fe C2O43] —— 2 FeC2O4 + 2 CO2 ↑+ 3 K2C2O4 FeCl3溶液与过量的浓 K2C2O4溶液混合，则析出 K3[Fe C2O43] • 3 H2O 绿色晶体，其 具有光学活性，见光分解生成黄色的 FeC2O4： （ ）

  47. 向 FeCl3溶液中加入磷酸，溶液由黄色变为无色，因为生成了无色的 [Fe PO43]6– 和 [Fe HPO43]3– 配离子。 （ ） （ ） Fe2+ + 3 phen —— [Fe phen 3]2+ （ ） 二价铁与 1，10―二氮菲等多齿配体在水溶液中形成稳定的螯合物：

  48. [Fe phen 3]2+在水溶液中为红色，通过 氧化可以转化为蓝色的 [Fe phen 3]3+，利用这种颜色变化， 可以作为氧化还原滴定的指 示剂。 （ ） （ ） Fe Ⅱ的一个重要配位化合物是环戊二 烯配位化合物 [ C5H52 Fe]，俗称二茂铁， 橙黄色固体，具有夹心式结构。 （ ） （ ）

  49. 2 C5H6 + Fe —— [ C5H52 Fe] +H2 （ ） 二茂铁的合成是有机金属化学发展的 一个里程碑。 二茂铁由环戊二烯和Fe 反应制得：

  50. Fe Fe 遮盖式 交错式 两个环戊二烯基的相关位置不同，使得二茂铁有两种构象:

More Related