无机化学实验第四版实验24铁钴镍

一、实验目的 1、 2、

试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质； 试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。

二、实验内容（实验现象根据自己所观察到的为准）

1、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的氢氧化物的生成和性质 项目 酸性介质 Fe(Ⅱ)的氢氧化物 碱性介质 实验步骤 氯水+3d6mol/LH2SO4,滴加(NH4)2Fe(SO4)2 一试管加2ml蒸馏水,3d6mol/LH2SO4,煮沸，加入少量的(NH4)2Fe(SO4)2晶体 将NaOH溶液用吸管加入到(NH4)2Fe(SO4)2溶液底部 （此沉淀留到后面做Fe(Ⅲ)氧化性） 在CoCl2溶液中加入Cl2水 CoCl2溶液中加入NaOH溶液，产生的沉淀分两份 (此沉淀留到后面做Co(Ⅲ)氧化性) 一份加入Cl2水 一份置于空气中 —— 无明显现象 产生粉红色沉淀 沉淀慢慢变棕黑 迅速变棕黑 无明显现象 产生绿色沉淀 无明显现象 沉淀变棕色 Co(Ⅱ)在酸性或中性环境中稳定 Co2++2OH-=Co(OH)2↓ 4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3↓ 2Co(OH)2+Cl2+2OH-=2Co(OH)3↓+ Ni(Ⅱ)在酸性或中性环境中稳定 Ni2++2OH-=Ni(OH)2↓ Ni(OH)2几乎不会被空气氧化 2Ni(OH)2+ Cl2+2OH-=2Ni(OH)3↓+2Cl- 产生白色絮Fe2++2OH¯=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓ 为灰绿，变成红褐色 一试管加3ml6mol/lNaOH溶液煮沸，冷却，状沉淀后变实验现象 黄色溶液 解释或反应式 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Co(Ⅱ)的氢氧化物 在NiSO4溶液中加入Cl2水 Ni(Ⅱ)的氢氧化物 NiSO4溶液加入NaOH溶液，产生沉淀分两份 (此沉淀留到后面做Ni(Ⅲ)氧化性) 结论 —— 一份空气中放置 一份加Cl2水 Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的氢氧化物都有还原性，其还原能力依Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的顺序减弱。

2、Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的氢氧化物的生成和性质 项目 Fe(Ⅲ)的氢氧化物 实验步骤 沉淀+浓HCl FeCl3溶液中加入KI溶液，并加入CCl4溶液 实验现象 无明显现象 CCl4层显紫色 解释和/或反应式 Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 2Fe3++2I¯=2Fe2++I2 碘单质溶于CCl4显紫色 Co(Ⅲ)的氢氧化物 沉淀+浓HCl，用KI-淀粉试纸检验气体 2Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+6H2O 试纸变蓝 Cl2+2I¯=I2+2Cl¯ 淀粉遇碘单质变蓝 2Ni(OH)3+6HCl=2NiCl2+Cl2↑+6H2O 试纸变蓝 Cl2+2I-=I2+2Cl- 淀粉遇碘单质变蓝 Ni(Ⅲ)的氢氧化物 结论 沉淀+浓HCl，用KI-淀粉试纸检验气体 Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)在酸性介质中的氧化能力依Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的顺序增加。

3、Fe、Co、Ni的配合物 项目 实验步骤 向1mlK4[Fe(CN)6]溶液中加水，滴入(NH4)2Fe(SO4)2溶液 (NH4)2Fe(SO4)2溶液加入I2水，Fe的配合物 加入KSCN溶液，分为两份 加入 3%H2O2溶液 置于在空气中 实验现象 产生深红色晶体 后变成蓝色沉淀 产生血红色 产生血红色，且产生气泡 —解释和/或反应式 [Fe(CN)6]4+I2=2I+2[Fe(CN)6]3+↓ Fe2++[Fe(CN)6]3++K+=KFe[Fe(CN)6] ↓ ——2Fe2++I2=2Fe3++2I—— Fe3++3SCN=Fe(SCN)3 SCN+3H2O2=HCN↑+H++SO42+2H2O K++Fe3++[Fe(CN)6]4=KFe[Fe(CN)6] ↓ ——在FeCl3溶液中加入K4[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 产生红褐色FeCl3溶液中滴加过量NH3水 沉淀，氨水过量不溶解 晶体周围蓝在1mlCoCl2溶液中加入KSCN溶液 再各加入乙醚及戊醇，振荡 Co 的配合物 CoCl2+过量NH3水 色，后溶液分层，有机层蓝色 蓝色→紫色→橙黄色 Fe3++3NH3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ Co2++4SCN=[Co(SCN)]2—— (有机溶剂中显蓝色) CoCl2+OH-=Co(OH)Cl↓+Cl- Co(OH)Cl+6NH3=[Co(NH3)6]2++OH-+Cl- 4[Co(NH3)6]2++O2+2H2O=4[Co(NH3)6]3++4OH- 2Ni2++2NH3·H2O 2ml l NiSO4溶液加入过量NH3水 产生的绿色的沉淀溶解 +SO42-=Ni2(OH)2SO4↓+2NH4+ Ni2(OH)2SO4+12NH3=2[Ni(NH3)6]2++2OH- +SO42↓ Ni的配合物 上述溶液分四份 —————— 加入2mol/l NaOH溶液 加入1mol/LH2SO4 溶绿色沉淀 浅绿色沉淀 存在平衡 [Ni(NH3)6]2+ ⇌Ni2++6NH3加入OH，生成Ni(OH)2 Ni2++2OH=Ni(OH)2↓ 加入SO42+，再次生成Ni2(OH)2SO4 2Ni2++2NH3·H2O ——液 加水稀释 浅绿色溶液 +SO42-=Ni2(OH)2SO4↓+2NH4+ 加入水，平衡右移，显Ni2+颜色 煮沸，氨气溢出，生成Ni(OH)2 Ni2++2NH3·H2O=Ni(OH)2↓+2NH4+ 煮沸 浅绿色沉淀 结论 铁盐生成氢氧化物不溶于过量的氨水，钴盐和镍盐生成碱式盐溶于过量的氨水生成氨配合物，Co(Ⅱ)氨配合物易氧化转化成 Co(Ⅲ)氨配合物。

三、实验讨论（从自己实验操作展开）

四、实验思考题和习题

1.实验步骤（2）要求整个实验不能带入空气到溶液中，为什么

Fe（Ⅱ）易被氧化，如若带入了空气，可能不能观察到颜色的转化过程。 2．根据实验现象总结+2价的铁、钴、镍化合物的还原性和+3价的铁钴镍化合物氧化性的变化规律。

Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的氢氧化物都有还原性，其还原能力依Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的顺序减弱。

Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)在酸性介质中的氧化能力依Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)的顺序增加。

3.比较钴镍氨配合物的氧化还原性相对大小及溶液稳定性。

钴盐和镍盐生成碱式盐溶于过量的氨水生成氨配合物，Co(Ⅱ)氨配合物易氧

化转化成 Co(Ⅲ)氨配合物。即镍盐更稳定。

4.为什么制取+3价的钴镍氢氧化物要用+2价为原料在碱性条件下进行氧化，而不+3价直接制取

首先，作为最高价氧化值，Co3+、Ni3+氧化性比较不稳定，易变成其它价态，故不用采用+3价直接氧化得到。其次，而Co(OH)2、Ni(OH)2两性，在碱性条件下易被氧化成+3价氢氧化物。

5.如何分离混合液中的Fe3+、Cr3+、Ni2+

加Na OH [Ni (NH3)6] Fe3+、Cr3+、Ni2+ 加入过量氨水 2+Ni (OH) 2

Fe(OH)3↓ Fe(OH)3 Cr(OH)3↓ 加Na OH NaCrO2 6．总结Fe(Ⅱ、Ⅲ)、Co(Ⅱ、Ⅲ)、Ni(Ⅱ、Ⅲ)主要化合物性质。

Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)具有强的还原性，都易形成配合物，且Co的配合物极易被氧化，它们的氢氧化物也易被氧化；Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)具有强的氧化性，也易生成配合物。

7.（此题面字太多，不好打得，请谅解） A：(NH4)2Fe (SO4)2 B：(NH4)2Fe (SO4)2溶液

C：Fe(OH)2

D：NH3

E：I2 F：Fe3+ G：KFe[Fe(CN)6] H：BaSO4

这些方程式都是简单的，都可以轻易写出，在此我不一一写出了。