第24章 过渡元素（二）.ppt

Chapter 22 transition elements(二)
Section 1 general property of iron series elements
在第VIIIB族的9个元素中,第一过渡系的 iron、 cobalt、 nickel三个元素性质相似简称铁系元素。■
1-1 generality of iron series elements ★
1、abundance Fe % Co ×10-3% Ni ×10-3%
2、existence and discovery
我国是世界上最早使用炼铁的国家(公元前1000多年)
Fe: 赤铁矿磁铁矿褐铁矿黄铁矿菱铁矿
Fe2O3 Fe3O4 2Fe2O3·3H2O FeS2 FaCO3

Co、Ni:共生辉钴矿CoAsS 镍黄铁矿NiSFeS
3、valence electron configuration
Fe:3d64S2 Co:3d74S2 Ni:3d84S2
半满已过,成单d电子数减少,d电子稳定慢慢增强,金属键减弱,原子半径减小
4、melting point
Fe:1808K Co:1768K Ni:1726K 逐渐降低
①①①① 11 11 11 ①①①①① 11 11 11
5、high oxidation state Na2FeO4 K3CoO4 K2NiF6 呈现高氧化态倾向逐渐降低
6、electrode potential
φ o (M2+/M): - - -
8、chemical property Fe→Ni 金属活泼性中等,并逐渐降低
①湿空气 Fe + O2 + H2O === Fe2O3·H2O (生锈)
②常温下不与 O2、S、P、N2、Cl2等反应,高温剧烈反应
③稀酸无空气 Fe2+ + H2↑
Fe + H+ 有空气 Fe2+ + Fe3+ + H2↑
Co、Ni + H+ Co2+ (Ni2+慢) + H2
④浓H2SO4 、浓HNO3 钝化作用
⑤与浓碱反应 Co 、Ni不反应
9、physical property and use
①都表现有铁磁性→磁性材料②Fe为世界第一金属③Co、Ni用于合金,Ni作catalyst④生理作用Physiology function.
Fe-H2O体系φ-pH 图
1-2 Fe-H2O体系电势一pH图
一、每条线表示两种物质的平衡线
每个汇合点表示3种物质的平衡态
每个区表示每种物质的稳定区。
二、水平线表示该电极反应的电对值与溶液pH无关①④
垂线表明在那一点的pH值时发生相变②⑤
斜线表明电极反应的电极电势值与溶液的pH有关③⑥⑦
三、a线是氢线,b线是氧线
线④在氧线下面表明Fe易溶于酸中放出H2
线①在氧线下面表明Fe2+易被空气的O2所氧化为Fe3+
⑥在氧化线下面表明Fe(OH)2易被空气中的O2所氧化为Fe(OH)3
利用电势-pH图可以帮助判别氧化还原反应在不同浓度or酸度的条件下反应进行的方向和顺序,比0 更直观,更全面,但不涉及反应速度。
Section 2 pounds of iron series elements

2-1 oxides and hydroxides
一、property
FeO 黑 CoO 灰绿 NiO 暗绿离子性降低
溶解度降低
Fe2O3 砖红 Co2O3 黑 Ni2O3 黑碱性降低
酸性增强
Fe(OH)2 白 Co(OH)2 粉红 Ni(OH)2 绿还原性降低
氧化性升高
Fe(OH)3 红棕 Co(OH)3 棕褐 Ni(OH)3 黑颜色加深
如 Fe(OH)2 空气 Fe(OH)3 Co(OH)2 空气 Co(OH)3

Ni(OH)2 加氧化剂 Ni(OH)3 (NaClO、Cl2、Br2)

Fe(OH)3 HCl FeCl3 + H2O

Co(OH)3、Ni(OH)3 HCl MCl2 + Cl2 + H2O

Co3+、Ni3+ 具有强氧化性(根据电极电电势加以讨论)
二、use of Fe2O3 and Fe3O4

Fe2O3: α-Fe2 O3 γ- Fe2O3
①红色颜料;②磨光粉;③催化剂;④硬磁铁MⅡO·6 Fe2O3和软磁铁MⅡO· Fe2O3(录音磁带);⑤热敏电阻
Fe3O4:制做铁红的原料
2-2 salts of Fe、Co、Ni
一、salts of the M( II) is alike
1、solubility
强酸盐易溶——硝酸盐、硫酸盐、高氯酸盐、氯化物
弱酸盐难溶——碳酸盐、磷酸盐、硫化物(极化)
2、crystal wat