无机化学多媒体电子教案第22章铁系和铂系元素
2025/12/27 无机化学 第五节铁系和铂系元素 无机化学多媒体电子教案 第22章 铁系和铂系元素
22-1铁系和铂系元素概述四周期铁Fe由于镍Ni钴Co124原子半径/pm125125La系价电子构型3d64s23d74s23d84s2收缩，五周期钉Ru佬Rh钯Pd使5、6原子半径/pm133138135周期4d10价电子构型4d75sl4d85sl商產六周期钱Os铂Pt铱Ir元素134原子半径/pm136136十分4f145d94f145d64f145d7价电子构型6s26s26s1相似
2025/12/27 无机化学 13-5-1铁系和铂系元素概述 22-1铁系和铂系元素概述 四 周 期 铁Fe 钴Co 镍Ni 原子半径/pm 124 125 125 价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d84s2 五 周 期 钌Ru 铑Rh 钯Pd 原子半径/pm 133 135 138 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 六 周 期 锇Os 铱Ir 铂Pt 原子半径/pm 134 136 136 价电子构型 4f145d6 6s2 4f145d7 6s2 4f145d9 6s1 由于 La系 收缩, 使5、6 周期 同族 元素 十分 相似 铁系 元素 铂系 元素
铁系元素Fe(铁)Ni(镍)Co(钴)3d64s23d74s23d84s2价电子构型+2、+3+2、+3常见氧化数+2、±3、(+6)磁铁矿(Fe3O4)辉钻矿镍黄铁矿赤铁矿(Fe,O3)主要矿物(CoAsS) (NiS·FeS)黄铁矿(FeS2)制造合金钢铁工业最重要制造合金的产品和原材料金属制品主要用途的保护层制造合金
2025/12/27 无机化学 Fe(铁) Co(钴) Ni(镍) 价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d84s2 常见氧化数 +2、+3、(+6) +2、+3 +2、+3 主要矿物 磁铁矿(Fe3O4 ) 赤铁矿(Fe2O3 ) 黄铁矿(FeS2 ) 辉钴矿 (CoAsS) 镍黄铁矿 (NiS·FeS) 主要用途 钢铁工业最重要 的产品和原材料 制造合金 制造合金 制造合金 金属制品 的保护层 铁系元素
铁系元素单质均为具有光泽的银白色金属具有磁性，为铁磁性物质，其合金为良好的磁性材料中等活泼金属，能溶于稀酸(钴、镍缓慢)空气和水对钻、镍和纯铁稳定,含杂质铁在潮湿空气中形成棕色铁锈(Fe,OxH,O)冷、浓硝酸可使铁、钴、镍钝化，可用铁制品贮运浓硝酸铁能被浓碱溶液侵蚀，钻、镍对浓碱稳定
2025/12/27 无机化学 单质均为具有光泽的银白色金属 具有磁性，为铁磁性物质，其合金为良好 的磁性材料 中等活泼金属，能溶于稀酸(钴、镍缓慢) 空气和水对钴、镍和纯铁稳定,含杂质铁在 潮湿空气中形成棕色铁锈(Fe2O3 ·xH2O) 冷、浓硝酸可使铁、钴、镍钝化，可用铁 制品贮运浓硝酸 铁系元素 铁能被浓碱溶液侵蚀, 钴、镍对浓碱稳定
铂系元素5周期RhPdRu以单质状态存在，高度分散在各矿右中并共生在一起。是稀有金属,也是贵金属最重要的有天然铂矿、钱矿化数增大Pt6周期OsIr4f145d°6sl4f145d6s24f145d76s2价电子构型+8+3、+4+2、+4稳定氧化数+8+6+6最高氧化数最高氧化数减小
2025/12/27 无机化学 5周期 Ru Rh Pd 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 稳定氧化数 +4 +3 +2 最高氧化数 +8 +6 +4 6周期 Os Ir Pt 价电子构型 4f145d66s2 4f145d76s2 4f145d96s1 稳定氧化数 +8 +3、+4 +2、+4 最高氧化数 +8 +6 +6 铂系元素 最高氧化数减小 最 高 氧 化 数 增 大 以单质状态存在，高度分散在各矿石中 并共生在一起。是稀有金属,也是贵金属。 最重要的有天然铂矿、锇铱矿
铂系元素大多数能吸收气体,其中钯吸氢能力最大(溶解氢的体积比为1:700)有催化性能如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化3Pt+4HNO,+18HC1-→3H,LPtC1,]+4NO I+8H,0高的化学稳定性王水非金属(氧、硫、氯等)溶解常温高温不溶解反应不反应Pd、PtRu、Rh、Ir
2025/12/27 无机化学 大多数能吸收气体, 其中钯吸氢能力最大 (溶解氢的体积比为1:700) 有催化性能 如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化 制硝酸的催化剂 高的化学稳定性 铂系元素 Pd、Pt Ru、Rh、Ir、Os 不溶解 反应 高温 不反应 常温 溶解 王水 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO +8H2O 非金属(氧、硫、氯等)
铂系元素大多数能吸收气体，其中钯吸氢能力最大(溶解氢的体积比为1:700)有催化性能如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化3Pt+4HNO,+18HC1-→3H,LPtC1,]+4NO I+8H,0高的化学稳定性主要用于化学、电气工业。Pt制造反应器血、蒸发血、埚、电极、铂网等
2025/12/27 无机化学 大多数能吸收气体, 其中钯吸氢能力最大 (溶解氢的体积比为1:700) 有催化性能 如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化 制硝酸的催化剂 高的化学稳定性 铂系元素 主要用于化学、电气工业。Pt 制造反应 器皿、蒸发皿、坩埚、电极、铂网等 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO +8H2O
22-2铁、钴、镍的化合物氧化物+2FeOCo0Nio黑色灰绿色暗绿色Fe03Ni,O3C0,03+3黑色黑色砖红色混合价态氧化物FesO4经结构研究表明为Fe[Fe-O2] 2它具有强磁性、良好导电性
2025/12/27 无机化学 氧化物 22-2 铁、钴、镍的化合物 +2 FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 暗绿色 +3 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 砖红色 黑色 黑色 Fe2O3有两种晶体构型： α-Fe2O3顺磁性，γ-Fe2O3铁磁性 混合价态氧化物——Fe3O4 经结构研究表明为FeⅡ[FeⅢO2 ] 2 它具有强磁性、良好导电性
氧化物车Fe,O, + 6HC → 2FeCl, + 3H,0C0,03 + 6HCI→ 2CoCl,+Cl,1 +3H,0Ni,O3 + 6HCI1 → 2NiCl,+Cl21 +3H,0Ni,O3Fe,O3Co,03+3黑色黑色砖红色氧化性递增，稳定性递减均为碱性氧化物,难溶于水和碱,溶于强酸
2025/12/27 无机化学 氧化物 还原性递增 氧化性递增，稳定性递减 +2 FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 暗绿色 +3 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 砖红色 黑色 黑色 均为碱性氧化物, 难溶于水和碱, 溶于强酸 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Co2O3 + 6HCl → 2CoCl2+Cl2 +3H2O Ni2O3 + 6HCl → 2NiCl2+Cl2 +3H2O
氢氧化物+2Fe(OH)2Ni(OH)2Co(OH)2白色浅绿色粉红或蓝色+3Fe(OH)3NiO(OH)CoO(OH)黑色棕黑色红棕色均难溶于水，为碱性氧化物
2025/12/27 无机化学 氢氧化物 均难溶于水，为碱性氧化物 白色 粉红或蓝色 浅绿色 Ni(OH) +2 Fe(OH)2 Co(OH)2 2 红棕色 棕黑色 黑色 Fe(OH) CoO(OH) NiO(OH) +3 3