一、 实验目的:
1. 试验并掌握二价铁钴镍的还原性和三价铁钴镍的氧化性;
2. 试验并了解铁钴镍的配合物的生成和性质。
二、 实验内容:
1.铁(II)、钴(II)、 镍(II)、 化合物的还原性
(1) 铁(II)的还原性
a.在酸性介质中,往盛有1毫升溴水的试管中加入3滴1:1H2SO4的溶液,然后滴加0.2mol/l(NH4)2Fe(SO4)2溶液,观察现象。2Fe2++Br2=2Fe3++2Br_
b. 在碱性介质中,在一试管中加入2毫升蒸馏水和5滴3mol/LH2SO4,煮沸以赶尽溶于其中的空气,然后溶入少量硫酸亚铁铵晶体。在另一试管中注入3mL6mol/LNaOH溶液,煮沸。冷却后,用一长滴管吸约0.5mL氢氧化钠溶液,插入硫酸亚铁铵溶液内,慢慢放出氢氧化钠溶液。Fe+2OH_=Fe(OH)2 ↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 溶液由白色变为灰绿,再变为红棕色。
(2) 钴(II)镍(II)的还原性
a. 往盛有CoCl2和NiSO4的试管中分别滴入氯水。 氯水溴水不能将Co2+、、Ni2+氧化,无明显现象。
b. 在两只盛有0.5ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中,分别滴加2mol/LNaOH溶液,所得沉淀分为两份,一份放于空气中,一份滴加氯水。
Co2++Cl_+OH_=Co(OH)Cl↓ 出现蓝绿色沉淀
Co(OH)Cl+OH_=Co(OH)2+Cl_ 溶液变粉红色
4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3+NaCl 棕色
c.用NiSO4溶液按上述操作。 Ni2++2OH_=Ni(OH)2↓ 绿色Ni(OH)2放在空气中不变化 2Ni(OH)2+Cl2+2NaOH=2Ni(0H)3黑色+2NaCl
2.铁(III)、钴(III)、镍(III)的氧化性
(1).在上面保留的Fe(OH)3、CoO(OH)、NiO(OH)沉淀里分别加入浓盐酸振荡,并用淀粉-碘化钾试纸检验生成的气体。
Fe(OH)3+3HCl(浓)=FeCl3+3H20
2Co(OH)3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+6H2O
2Ni(OH)3+6HCl(浓)=2NiCL2+Cl2↑+6H20 Cl2会使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
(2).在上述制得的FeCl3溶液中加入KI溶液,再加入CCl4,振荡。
Fe3++2I_=2Fe2++I2
3.配合物的生成和性质
(1)铁的配合物
a.分别在K4「Fe(CN)6」和K3「Fe(CN)6」溶液中滴加2mol/LNaOH溶液,观察现象。
因为上面两种物质非常稳定,溶液中Fe2+、、Fe3+浓度很小,所以加入氢氧化钠溶液无变化,不会生成氢氧化物沉淀。
b.试验K4「Fe(CN)6」和FeCl3溶液的反应,K3「Fe(CN)6」和FeCl2溶液的反应。观察现象。Fe3++K++「Fe(CN)6]4-黄血盐=KFe[Fe(CN)6] ↓普鲁士蓝
Fe2++K++[Fe(CN)6]3-_赤血盐=KFe[Fe(CN)6]↓腾氏蓝
c.试验K3Fe[(CN)6]溶液、FeCl3溶液同KI溶液的反应,K4[Fe(CN)6]溶液、FeSO4溶液同碘水的反应.
K3Fe[(CN)6]与KI溶液不反应 0.36<0.54
2Fe+2I-=2Fe2++I2 0.77>0.54
2[Fe(CN)6]4-+I2=2[Fe(CN)6]3-_+2I- 0.54>0.36
Fe与I2不反应0.54<0.77
d.在FeCl3溶液中加入KSCN溶液,观察现象.
Fe3++nSCN-=Fe[(SCN)n](3-n)+血红色(n=1-6)
(2)钴的配合物
a.往盛有2ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中划入少量KSCN固体,观察现象。再加入1毫升戊醇与1毫升乙醚,振荡后,观察水相和有机相的颜色。
Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-戊醇乙醇层呈现黄色
b.往盛有1ml 0.2mol/L CoCl2溶液中滴加浓氨水,至生成沉淀刚好溶解,静止一段时间后,观察颜色变化
Co2++ Cl -+ NH3•H2O = Co(OH)Cl↓+ NH4+
Co(OH)Cl↓+ 6 NH3 = [Co(NH3)6]2+紫色 + OH- +Cl-
4[Co(NH3)6]2+ + O2 + 2H2O = 4[Co(NH3)6]3+ 棕色+ 4OH- 不稳定,易被氧化
(3)。镍的配合物
往盛有1ml 0.2mol/LNiSO4溶液的试管中滴入浓氨水至生成的沉淀刚好溶解,然后滴入几滴月亏试剂,则有鲜红色沉淀生成,利用此反应可检验Ni2+离子
Ni2++ 2NH3•H2O = Ni(OH)2↓绿
Ni(OH)2 + 6 NH3 = [Ni(NH3)6]2+绿色 + 2OH-
三、注意事项
1. 制取氢氧化亚铁的过程要避免将空气带入溶液中。
2. 欲使Ni(OH)2 、Co( OH)2在浓氨水中完全溶解,最好加入少量固体NH4Cl
四、思考题讨论
1.设法实现下列物质的转化 氯化亚铁和氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁
2FeCl2+Cl2 = 2FeCl32FeCl3+Fe = 3FeCl2
2Fe2+ +H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+
2. 怎样鉴别Fe2+ 、Fe3+ 、Co2+、 Ni2+离子?
K3[Fe(CN)6]+ Fe2+ = KFe[Fe(CN)6] 滕士蓝
Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n](3-n)+(n=1~6) 血红色
Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-在戌醇-乙醚层显蓝色
铁钴镍都是磁体。其实说的是它们都是铁磁性材料,而这材料并不等于是永磁体。比如 说铁锅。但是,铁磁性材料可以磁化后具有磁性。而产生的磁性由于材料不同也有区别。如钢,它被磁化后磁性可以保留,这就是人造 磁铁。而有些磁化,过一会儿会消失。就一般原理不说,磁性材料里有磁分子,都有NS极,但是排列混乱,对外不呈磁化。磁化 以后,磁分子排列整齐,清一色有N接S。对外就有磁性了。这个磁分子,到高中物理说来就是分子。你可以发现。磁铁要是被火烧了。就会没有磁性了、因为分子又重新混乱了。
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