第二十章过渡金属(I 铁系元素 铂系元素
电子教案 铁系元素 铂系元素
铁系元素 铁、钴、镍的单质 铁、钴、镍的化合物 水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应
铁、钴、镍的单质 铁、钴、镍的化合物 水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应
20.1.1铁、钴、镍的单质 Ⅷ族| Fe Co Ni铁系 R0 u Rh Pt铂系稀有元素 Pd Ir 贵金属 价电子构型 重要氧化值 Fe 3d°4s +3,+2,(+6) Co 3d'4s +2,+3,(+4 Ni 3d°4 +2,+3,(+4) ‖最高氧化值不等于族序数 最稳定,? 差由于Fed)再丢失个电子能成为半充满的稳定结构 |(36,而C2130和NP3却不能,因此,相应地容易 图得到c(ID的化合物,而不易得到N的化合物
Ⅷ族 Fe Co Ni 铁系 Ru Rh Pd Os Ir Pt 铂系 稀有元素 贵金属 最稳定，？
1.单质的存在 赤铁矿:Fe2O3;磁铁矿:Fe3O4; 黄铁矿:FeS2; 辉钴矿: COAsS; 镍黄铁矿:NiS"FeS; 镍过去主要由古巴进口,自从开发了甘肃金 翻川大镍厂后才得以自给自足。 他2.单质的物理性质 包(1)白色金属,钻略带灰色;磁性材料 (2)mp.Fe>Co>Ni(1535-1495×1453%)? ③因为d轨道中单电子逐渐减少,金属键减弱
1.单质的存在 赤铁矿：Fe2O3；磁铁矿：Fe3O4； 黄铁矿：FeS2； 辉钴矿：CoAsS； 镍黄铁矿：NiS•FeS； 镍过去主要由古巴进口，自从开发了甘肃金 川大镍厂后才得以自给自足。 2.单质的物理性质 (1) 白色金属，钴略带灰色；磁性材料。 (2) m.p. Fe>Co>Ni (1535>1495 >1453 ℃ ) ？ 因为d轨道中单电子逐渐减少，金属键减弱
元素 性质 铁 镍 元素符号 Fe Co 原子序数 26 27 28 相对原子质量 55.85 58.93 58.70 价电子层结构 ideAs 2d74s2 3d8482 主要氧化数 +2,+3, +2,+4 +6 +2,+3,+4 易金属原子半径/Pm17 116 115 离子半径/pm 机学电 M2+ 75 72 70 M3 电负性 1.83(II)*196(II 1.88(II) 1.91(II) 中价电子结构a~M43,性质很相似,熔沸点和电负性都 图相差不大
o 价电子结构3d6～84s 2，性质很相似，熔沸点和电负性都 相差不大
Fe、Co、Ni的电离势 第一电离势 第二电离势 第三电离势 kJ·mol1 kJ·mol-1 kJ. mol-l Fe 759.4 1561 2957.4 758 1646 3232 Ni 736.7 1753.0 3393 Fe的第三电离能较小,所以Fe直接氯化得FeCl3,而 Co和Ni只能生成二氯化物。 3单质的化学性质 制(①)M+2H(稀)—→M2+H2↑C,N反应缓慢 川(2)钝化 浓、冷HNO3可使Fe,Co,N钝化 浓H2SO4可使Fe钝化 1)纯 Fe, Co, Ni在水空气中稳定 家川加热时,Fe,C0,N可与O2,S,X2等反应
Fe的第三电离能较小，所以Fe直接氯化得FeCl3，而 Co和Ni只能生成二氯化物。 2 2 (1) M 2H (稀) M H Co,Ni反应缓慢 (2) 钝化 浓、冷HNO3可使Fe, Co, Ni钝化 浓H2SO4可使Fe钝化 (3) 纯Fe,Co,Ni在水、空气中稳定 加热时，Fe, Co, Ni可与O2 , S, X2等反应
re, coKe, IImestone矿,焦碳,石灰石 Blast furnace 200°C (鼓风炉) 3Fe2O2+CO→ 2Fe.0,+CO CaCO3→CaO+CO2 Fe2OA+CO→ 3Fe0+CO 700°C Cao(s)+Sio2(s) CasiO Feo+CO-Fe+ CO 1000°c Cao(s)+Al,O3(s) 1200°C →→Ca(AO2)2() Cao+SiOn-CaSio 学电國 Iron melts 6Cao(s)+PoLo(s) Slag forms 2000°C P(V),S(VI)reduced →2Ca3(PO42() 2C+02→2CO Slag(炉渣) 炉渣
Blast furnace (鼓风炉) CaO(s)+SiO2(s) →CaSiO3(l) CaO(s)+Al2O3(s) →Ca(AlO2)2(l) 6CaO(s)+P4O10(s) →2Ca3(PO4)2(l) Slag(炉渣) 矿，焦碳，石灰石 炉渣
asic oxygen process (炼钢) a blast of oxygen and powdered limestone is used to purify molten iron by, respectively, oxidizing and 学电國 combining with the impurities present in it <
Basic oxygen process （炼钢） A blast of oxygen and powdered limestone is used to purify molten iron by, respectively, oxidizing and combining with the impurities present in it
20.1.2铁、钴、镍的化合物 (1)氧化物 (2)氢氧化物 (3)卤化物 学电國 (4)硫酸盐 (5)高铁酸盐 (6)硫化物
20.1.2 铁、钴、镍的化合物 (1) 氧化物 (2) 氢氧化物 (3) 卤化物 (4) 硫酸盐 (5) 高铁酸盐 (6) 硫化物
(1)氧化物 铁、钴、镍均能形成+2和+3氧化数的氧化物, 它们的颜色各不相同 Feo CoO NiO (黑色)(灰绿色)(暗绿色) F 23 NiO (砖红色)(黑色)(黑色) 免机学电 铁除了生成+2、+3氧化数的氧化物之外,还能形成 他混合氧化态氧化物FeO,经X射线结构研究证明:Fe3O ‖是一种铁酸盐,即 Fe fellFelol Fe、Co、Ni的+2,+3氧化数的氧化物均能溶于强酸, 而不溶于水和碱,属碱性氧化物。它们的+3氧化物的氧 图化能力按铁钴镍顺序递增而稳定性递降
(1) 氧化物 铁、钴、镍均能形成+2和+3氧化数的氧化物， 它们的颜色各不相同。 FeO CoO NiO (黑色) (灰绿色) (暗绿色) Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 (砖红色) (黑色) (黑色) 铁除了生成+2、+3氧化数的氧化物之外，还能形成 混合氧化态氧化物Fe3O4，经X射线结构研究证明：Fe3O4 是一种铁(Ⅲ)酸盐，即FeⅡFeⅢ[FeⅢO4]。 Fe、Co、Ni的+2，+3氧化数的氧化物均能溶于强酸， 而不溶于水和碱，属碱性氧化物。它们的+3 氧化物的氧 化能力按铁—钴—镍顺序递增而稳定性递降