《过渡金属Ⅱ》PPT课件

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1、2021-5-26 1 21 过 渡 金 属 （ ）一 、 铁 系 元 素二 、 铂 系 元 素三 、 过 渡 金 属 的 通 性 2021-5-26 2 Fe Co Ni Ru Rh Pd Os Ir Pt -铁 系 元 素铂 系 元 素与 Ag、 Au合称 贵 金 属 2021-5-26 3 21-1 铁 系 元 素一 、 概 述 Fe Co Ni价 电 子 层 结 构 3d64S2 3d74S2 3d84S2主 氧 化 数 +2,+3,+6 +2,+3 +2,+3电 势 图 :P1013酸 中 ： Fe( )易 被 氧 化 ， Co( )、 Ni( )稳 定 。碱 中 ： Fe(OH)3

2、、 Co(OH)2、 Ni(OH)2较 稳 定存 在 ： 赤 铁 矿 、 磁 铁 矿 、 菱 铁 矿 、 黄 铁 矿 2021-5-26 4 二 、 氧 化 物 和 氢 氧 化 物1.氧 化 物 FeO CoO NiO颜 色 黑 灰 绿 暗 绿性 质 碱 性 氧 化 物 ,难 溶 于 水 、 碱 ,易 溶 酸Fe2O3:铁 红 ,赤 铁 矿 的 主 要 成 分 .用 做 红 色 颜料 ,难 溶 于 水 ,两 性 偏 碱 . Fe2O3+6HCI=2FeCI3+3H2O Fe 2O3+Na2CO3(熔 融 )=2NaFeO2+CO2 2021-5-26 5 Co2O3:暗 褐 色 ,强 氧 化

3、剂 ,未 得 纯 态 .Co2O3+6HCI=2CoCI2+CI2 +3H2OFe3O4: 磁 性 氧 化 铁 Fe Fe Fe O4 3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2(g) 3Fe+2O2(空 气 或 氧 气 ） 燃 烧 Fe3O4Co3O4: CoCO3(CoC2O4等 ） 空 气 中 加 热 Co3O4 隔 绝 空 气 CoONiO2nH2O:黑 色 ， 不 稳 定 2021-5-26 6 2.M(OH)2颜 色 白 桃 红 绿酸 碱 性 两 性 偏 碱 碱还 原 性 弱Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 2021-5-26 7 溶 解 性Fe(OH)2+4OH-(

4、浓 碱 )=Fe(OH)64-Co(OH)2+2OH-(浓 碱 )=Co(OH)42-Co(OH)2+6NH3=Co(NH3)6(OH)2 土 黄Ni(OH)2+6NH3=Ni(NH3)6(OH)2 蓝 紫M（ OH） 2+H+=M2+2H2OCoCI2+NaOH(NH3H2O) Co(OH)CI Co(OH) 2 2021-5-26 8 还 原 性Fe（ OH) 2 Fe（ OH） 3空 气快 白 灰 绿 红 棕4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Co（ OH)2 Co（ OH） 3空 气慢 桃 红 棕 褐4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3Ni(OH)2+O2

5、+H2OM(OH)2+CI2(Br2 、 H2O2、 NaOCI) M(OH)3 2021-5-26 9 3.M(OH)3 Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3颜 色 红 棕 棕 褐 黑 色酸 碱 性 两 性 偏 碱 碱 性 碱 性氧 化 性 增 强 2021-5-26 10 Fe(OH)3(新 )+3OH -(热 、 浓 )=Fe(OH)63- Fe(OH)3+3HCI=FeCI3+3H2O 2Co(OH)3+6HCI=2CoCI2+CI2 +4H2O 2Ni(OH)3+6HCI=2NiCI2+CI2 +4H2O 2Fe(OH)3+3NaCIO+4NaOH(浓 )=2Na2FeO4

6、 (高 铁 酸钠 ： 紫 红 ） +3NaCI+5H2O 2021-5-26 11 三 、 M（ ） 盐水 溶 液 Fe( ) Co( ) Ni( ) 浅 绿 桃 红 绿 色1.FeSO4 白 色 FeSO47H2O 绿 矾 强 热 分 解 2FeSO4=Fe2O3+SO2 +SO3 微 弱 水 解 Fe（ OH） +H+Fe2+H2O 易 被 氧 化 4FeSO4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO4 黄 色 或 铁 锈 色如 何 配 FeSO4溶 液 ？ 2021-5-26 12 用 途定 量 分 析 中 ， 标 定 MnO4-,Cr2O72-等制 蓝 黑 墨 水 ： FeSO4+鞣 酸

7、鞣 酸 亚 铁 鞣 酸 铁 （ 黑 ）鉴 定 NO2-或 NO3-： FeSO4+NO=Fe(NO)SO4(棕 色 环 ）2.CoCI2 硅 胶 干 燥 剂 的 干 湿 指 示 剂 CoCI2 H2OCoCI2 CoCI2 6H2OCoCI2 2H2O52 90 120 蓝 蓝 紫 紫 红 粉 红 2021-5-26 13 四 、 M（ ） 盐Fe3+较 稳 定 , （ Fe3+/Fe2+)=0.77VCo3+不 稳 定 ， 只 能 以 固 态 形 式 存 在 . （ Co3+/Co2+)=1.84VNi3+极 不 稳 定 ， 仅 制 得 NiF3 ， 25 即 分 解 .FeCI3:无 水

8、盐 为 棕 褐色 ,共 价 化 合 物 ,易 升华 ,易 溶 于 水 及 有 机 溶剂 ,蒸 气 为 双 聚 体 . 2021-5-26 14 Fe(H2O)63+:淡 紫 色 ,因 水 解 显 黄 褐 色Fe(OH)(H 2O)52+H3O+Fe(H2O)63+H2O K1Fe（ OH） 2+H+或 Fe3+H2O K1=10-3.05 Fe(OH)(H2O)52+H2O Fe(OH)2(H2O)4+H3O+K2 Fe（ OH） 2+H+或 Fe（ OH） 2+H2O K2=10-6.31K2 Fe2(H2O)4(OH)2(H2O)44+2H+缩 合 ： 2Fe(H2O)63+ KK=10-

9、2.91 2021-5-26 15 水 合 铁 离 子 双 聚 体 结 构 Fe2(OH)2(H2O)84+加 酸 抑 制 水 解 ， 加 热 或 加 碱 促 进 水 解 2021-5-26 16 酸 液 中 Fe3+为 中 强 氧 化 剂 ， 2HS2FeSH2Fe 2FeSnSn2Fe 3FeFe2Fe 2FeCuCu2Fe 223 2423 23 223 用 途 ： 做 净 水 剂 ， 止 血 迹 ， 有 机 合成 催 化 剂 ， 印 刷 电 路 板 的 腐 蚀 剂 。 2021-5-26 17 五 、 铁 （ ） 的 化 合 物 A （ FeO42-/Fe3+)=2.02V B FeO

10、42-/Fe(OH)3=0.72V2Fe(OH)3+3CI2+10OH-(浓 ） =2FeO42-+6CI-+8H2OFe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2OFeO 42-+Ba2+=BaFeO4 （ 红 棕 ） 类 同 BaSO4 2021-5-26 18 六 、 配 合 物1.氨 配 合 物Fe2+ +NH3H2O Fe(OH)2 （ 白 ）Fe3+NH3H2O Fe(OH)3 （ 红 棕 ）空 气 CoCI2+NH3 H2O Co（ OH） CI （ 蓝 ）Co(NH3)62+(土 黄 ) Co(NH3)63+(红 褐 )NH3H2OO24Co(NH3)62

11、+O2+2H2O=4Co(NH3)63+4OH-NiSO4+NH3H2O Ni2(OH)2SO4 Ni（ NH3)62+ 2021-5-26 19 2.氰 配 合 物Fe 2+ Fe(CN)2 (白 ) K4Fe(CN)6(黄 血 盐 ) K3Fe(CN)6(赤 血 盐 )CI2 KCN KCN K4Fe(CN)6+Fe3+K 3Fe(CN)6+Fe2+ KFeFe(CN)6 (蓝 色 )KFeFe(CN) 6 (蓝 色 ) 鉴 定 Fe3+鉴 定 Fe2+ CN6(s)Fe(OH )OH3Fe(CN) CN6(s)Fe(OH )OH2Fe(CN) 336 246 2021-5-26 20 2

12、021-5-26 21 Co2+ Co(CN)2 (红 ) K4Co(CN)6(紫 色 )K 3Co(CN)6(黄 色 ) KCN KCN2K4Co(CN)6+2H2O=2K3Co(CN)6+2KOH+H2 Co(CN)63-/Co(CN)64-=-0.83V Co(NH3)63+/Co(NH3)62+=0.10V （ Co3+/Co2+） =1.84V Co3+:3d6, Co(NH3)63+ 、 Co(CN)63+、Co(H 2O)63+均 低 自 旋 （ d 6） ， CoF63-高 自 旋Ni2+4CN- Ni(CN)42-(橙 黄 ） ， 稳 定 。 2021-5-26 22 3.硫

13、 氰 配 合 物Fe2+2SCN-=Fe(SCN)2(无 色 ， 不 稳 定 ）Fe3+nSCN-=Fe(SCN)n3-n(血 红 色 ） ,鉴 定 Fe3+Co2+4SCN-=Co(SCN)42- (丙 酮 中 兰 色 ， 水 中 不 稳 定 )Ni2+的 SCN-配 合 物 不 稳 定 2021-5-26 23 4.羰 基 配 合 物Fe(CO)5,Ni(CO)4,Co2(C0)8,HCo(CO)4 Fe+5CO Fe(CO)5 Fe+5CO373K-473K 473K-523KFe(CO)5,淡 黄 液 体 ， 三 角 双 锥 ， dsp3杂 化羰 基 配 合 物 有 毒 。M L 键

14、反 馈 键 2021-5-26 24 Co2(CO)8的 两 种 异 构 体 2021-5-26 25 5.二 茂 铁 (C5H5)2FeFeCI2+2C5H5MgBr (C5H5)2Fe 环 戊 二 烯 基 铁 （ 二 茂 铁 ） ， 橙 黄 2021-5-26 26 5.其 它 配 合 物 及 离 子 鉴 定Fe3+:FeF63-(无 色 ， 稳 定 ） ， 用 于 掩 蔽 Fe3+ Fe(C2O4)3 3-(草 绿 色 ， 稳 定 ）Fe2+: Fe2+邻 菲 罗 啉 橘 红 色 （ Fe2+的 鉴 定 ） Fe2+ K3Fe(CN)6 蓝 血 红 素 是 Fe2+的 螯 合 物 202

15、1-5-26 27 血 红 素 结 构 式 2021-5-26 28 Co2+:Na3Co(NO2)6+K+ K2NaCo(NO2)6 亮 黄 （ 鉴 定 K+离 子 ）鉴 定 ： Co2+SCN- Co(SCN)42-(兰 色 ） 维 生 素 B12是 Co3+的 螯 合 物Ni2+:鉴 定 : Ni2+丁 二 酮 肟 鲜 红 沉 淀 2021-5-26 29 丁 二 酮 肟 合 镍 2021-5-26 30 21-2 铂 系 元 素一 、 概 述 Ru Rh Pd 4d75s1 4d85s1 4d105s0 12gcm3 轻 铂 金 属 Os Ir Pt 5d66s2 5d76s2 5d9

16、6s1 22gcm3 重 铂 金 属 2021-5-26 31 Os: 22.57gcm3,密 度 最 大 的 金 属Pd吸 收 H2的 能 力 特 别 强 ， 常 温 溶 解 H2体 积 1： 700。二 、 铂 的 化 合 物1.氯 铂 酸 及 其 盐H2PtCI6M2PtCI6(M=Na+、 K+、 NH4+、 Rb+、 Cs+等 ） ，难 溶 于 水 的 黄 色 晶 体 。 2021-5-26 32 2.蔡 斯 盐 -金 属 有 机 配 合 物KPtCI3(C2H4) H2O-柠 檬 黄 色 晶 体1825年 ， 第 一 个 不 饱 和 烃 与 金 属 的 配 合 物 ，1951年 ，

17、 合 成 了 二 茂 铁 。3.PdCI2定 性 检 验 CO的 存 在 ： PdCI2+H2O+CO=Pd （ 黑 色 ） +CO2+2HCI 2021-5-26 33 21-3 过 渡 金 属 的 通 性1.原 子 的 价 电 子 层 构 型 (n-1)d1-10ns1-22.原 子 半 径 和 电 离 能 原 子 半 径 变 化 示 意 图 2021-5-26 34 d区 元 素 的 第 一 电 离 能总 趋 势 :同 周 期 左 右 小 大 同 副 族 不 规 律 2021-5-26 35 3.物 理 性 质(1) 熔 点 、 沸 点 高 熔 点 最 高 的 单 质 ： 钨 (W)(2

18、) 硬 度 大 硬 度 最 大 的 金 属 ： 铬 (Cr)(3) 密 度 大 密 度 最 大 的 单 质 ： 锇 (Os)(4) 导 电 性 ， 导 热 性 ， 延 展 性 好 2021-5-26 36 熔 点 变 化 示 意 图 2021-5-26 37 密 度 变 化 示 意 图 2021-5-26 38 4.化 学 性 质总 趋 势 ： 从 左 至 右 活 泼 性 降 低 从 上 到 下 活 泼 性 降 低 )V(2.1/PtPtE V92.0/PdPdE V25.0/NiNiE 222 估 计 值 V854.0/H gH gE V403.0/CdCdE V763.0/ZnZnE 22

19、2 2021-5-26 39 5.多 种 氧 化 态 红 色 为 常 见 的 氧 化 态 2021-5-26 40 7.形 成 多 种 配 合 物 2021-5-26 41 6.离 子 呈 现 多 种 颜 色 2021-5-26 42 课 后 2. Fe2+2OH-=Fe(OH） 2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O Fe3+nSCN-=Fe(SCN)n3-n 2Fe(SCN)n3-n+SO2+2H2O=2Fe2+SO42-+4H+2nSCN- MnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O Fe3+K+Fe(CN) 6=K

20、FeFe(CN)6 2021-5-26 43 5.M Fe; A Fe(OH)2; B Fe(OH)3; C Fe2O3; D Fe3O4； E FeCL3;F Na2FeO4 ; G BaFeO4 Fe+2HCL=FeCL2+H2 FeCL2+2NaOH=Fe(OH)2 +2NaCL 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH) 3 =Fe2O3+3H2O 2021-5-26 44 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+8HCL=2FeCL3+FeCL2+4H2O 2FeCL3+2KI=2FeCL2+I2+2KCL FeCL3+6NaF=Na3FeF6+

21、3NaCL 2Fe(OH)3 +10NaOH+3CL2=2Na2FeO4+6NaCL+8H2O Na2FeO4+BaCL2=2NaCL+BaFeO4 2021-5-26 45 6. 2FeSO4+Br2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2HBr 2Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)3 2Ni(OH)2+Br2+2OH-=2Ni(OH)3+2Br- FeCL3+6NaF=Na3FeF6+3NaCL 3FeCL3+Ga=3FeCL2+GaCL3 2FeCL3+H2S=2FeCL2+S+2HCL 2FeCL3+2KI=2FeCL2+I2+2KCL Co2O3+6HCL=2CoCL2+CL2 +

22、3H2O 2Fe(OH) 3+KCLO3+4KOH=2K2FeO4+KCL+5H2O 4K4Co(CN)6+O2+2H2O=4K3Co(CN)6+4KOH 2021-5-26 46 11.解配 合 物 : n=11.67/233.3=0.05mol外 界 CI-：n(CI-)=n(AgNO3)=8.5/169.87=0.05mol即 外 界 一 个 CI-n(NH3)=PV/RT=0.2mol0.2/0.05= 4 4个 NH3剩 余 233.3-35.45-4 17.03-58.93=70.9约 合 2个 CI- 配 合 物 ： CoCI 2(NH3)4CI 2021-5-26 47 12.解 ： Fe+2H+ Fe2+H2Fe2+H+NO3- Fe3+NO +H2O6Fe2+H+Cr2O72- 6Fe3+2Cr3+Fe2+总 的 物 质 的 量n(Fe2+)=n(Fe)=521 10-3/55.846=9.33 10-3与 Cr2O72-反 应 消 耗 的 Fe2+的 物 质 的 量n(Fe2+)=6 16.7 18 10-6=1.8036 10-3与 NO3-反 应 的 n (Fe2+)=7.5 10-3N(NO 3-)=2.5 10-3 n (Fe2+): n(NO3-)=3:1