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Chapter 24 transition elements(二)
Section 1 general property of iron series elements
在第VIIIB族的9个元素中,第一过渡系的 iron、 cobalt、 nickel三个元素性质相似简称铁系元素。
1-1 generality of iron series elements
1、abundance Fe % Co ×10-3% Ni ×10-3%
2、existence and discovery
我国是世界上最早使用炼铁的国家(公元前1000多年)
Fe:赤铁矿磁铁矿褐铁矿黄铁矿菱铁矿
Fe2O3 Fe3O4 2Fe2O3·3H2O FeS2 FaCO3
Co、Ni:共生辉钴矿CoAsS 镍黄铁矿NiSFeS
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3、valence electron configuration
Fe:3d64S2 Co:3d74S2 Ni:3d84S2
半满已过,成单d电子数减少,d电子稳定慢慢增强,金属键减弱,原子半径减小。
4、melting point Fe:1808 Co:1768 Ni:1726
逐渐降低
5、high oxidation state Na2FeO4 K3CoO4 K2NiF6
呈现高氧化态倾向逐渐降低
6、electrode potential
φo (M2+/M): - - - V
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7、chemical property Fe→Ni 金属活泼性中等并逐渐降低
①湿空气 Fe + O2 + H2O === Fe2O3·H2O(生锈)
②常温下不与 O2、S、P、N2、Cl2等反应,高温剧烈反应
③稀酸无空气 Fe2+ + H2↑
Fe + H+ 有空气 Fe2+ + Fe3+ + H2↑
Co、Ni + H+ Co2+、Ni2+
④浓H2SO4
⑤与浓碱反应
8、physical property and use
①都表现有铁磁性→磁性材料②Fe为世界第一金属③Co、Ni用于合金④生理作用。
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1-2 Fe-H2O体系电势一PH图
一、每条线表示两种物质的平衡线
每个汇合点表现3种物质的平衡态,每个区表示每种物质的稳定区。
二、水平线表示该反应的电对值与溶液pH无关①④
垂线表明在那一点的pH值时发生相变②⑤
斜线表明电极反应的电极电势值与溶液的pH有关③⑥⑦
三、a线是氢线,b线是氧线
线④在氧线下面表明Fe易溶于酸中
线①在氧线下面表明Fe2+易被空气的O2所氧化为Fe3+
⑥在氧化线下面表明Fe(OH)2易被空气中的O2所氧化为Fe(OH)3
利用电势-pH图可以帮助判别氧化还原反应在不同浓度or酸度的条件下反应进行的方向和顺序,比φ更直观更全面,但不涉及反应速度。
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Section 2 pounds of iron series elements
2-1 oxides and hydroxides
一、property
FeO 黑 CoO 灰绿 NiO 暗绿
Fe2O3 砖红 Co2O3 黑 Ni2O3 黑
Fe(OH)2 白 Co(OH)2 粉红 Ni(OH)2 绿
Fe(OH)3 红棕 Co(OH)3 棕褐 Ni(OH)3 黑
RT极化力↓颜色↑溶解度↓碱性↑还原性↓氧化性↑***↓
如 Fe(OH)2 空气 Fe(OH)3 Co(OH)2 空气 Co(OH)3
Ni(OH)2 加氧化剂 Ni(OH)3 (NaClO、Cl2、Br2)
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Fe(OH)3 HCl FeCl3 + H2O
Co(OH)3、Ni(OH)3 HCl MCl2 + Cl2 + H2O
Co3+、Ni3+ 具有强氧化性
二、use of Fe2O3 and Fe3O4
Fe2O3: α-Fe2 O3 γ-Fe2O3 ①红色颜料;②磨花粉;③催化剂;④硬磁铁;⑤热敏电阻
Fe3O4:制做铁红的原料
2-2 salts of Fe、Co、Ni
一、salts of the M( II) is alike
1、solubility
强酸盐易溶——***盐、硫酸盐、高***酸盐、***化物
弱酸盐难溶——碳酸盐、磷酸盐、硫化物(极化)
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2、crystal water and color
Fe(NO3)2·6H2O Co(