第二十一 章 过渡金属（II）
1.解释下列问题:
（1） 在Fe3+离子溶液中加入KSCN溶液时出现了血红,但加入少许铁粉后,血红立即消失,这是什么道理? （2）为什么Fe3+盐是稳定的?而Ni+3盐尚未制得?
（3）为什么不能在水溶液中由Fe3+盐和KI制得FeI3?
（4）当Na2CO3溶液作用于FeCl3溶液时,为什么得到的是Fe(OH)3而不是Fe2(CO3)3?
（5）变硅胶含有什么成分?为什么干燥时呈蓝，吸水后变粉红？
答：（1） Fe3+ + nSCN- = Fe(SCN)n3-n
n= 1—6血红,加入铁粉后，铁粉将 FeⅢ还原，生成的Fe2+不与SCN-生成有的配合物，因而血红消失 2Fe(SCN)n3-n + Fe = 3Fe2+ + nSCN－
（2）铁的外层电子构型为3d64s2，Fe3+ 的3d5半满电子构型使它比Fe2+的3d粉煤灰烧失量6电子构型稳定，镍的外层电子构型为3d84s2，其中3d的电子超过半满状态较难失去，所以一般情况下，镍表现为+2氧化态，在特殊条件下也可以得到不稳定的Ni（III）化合物，如Ni2O3和NiAl。
（3）θ（Fe3+，Fe2+）>θ（I2/I-），在水溶液中旋转喷嘴Fe3+将I-氧化得不到FeI3:
2 Fe3+ + 2 I- = 2Fe2+ + I2
（4）Na2CO3 在水中发生水解: CO32- + H2O HCO3- + OH-
溶液中[CO32-]和[OH-]相差不大，而Fe(OH)3的溶解度远小于Fe2(CO3)3，故FeCl3与Na2CO3 溶液想遇产生Fe(OH)3沉淀，而不是生成Fe2(CO3)3沉淀。 2Fe3+ + 3CO32- + 6H2O = 2 Fe(OH)3↓ + 3H2CO3
（5）变硅胶中含吸湿指示剂CoCl2，所含结晶水的数目不同，颜不同。
CoCl2•6H2O CoCl2•2 H2O CoCl2• H2O CoCl2
粉红 紫红 蓝紫 蓝
所以无水CoCl2显蓝，CoCl2结晶水较多时显粉红。
向含有Fe2+离子的溶液中加入NaOH溶液后生成白绿沉淀，渐变棕。过滤后，用盐酸溶解棕沉淀，溶液呈黄。加入几滴KSCN溶液，立即变血红，通入时SO2红消失。滴加KMnO4溶液，其紫会褪去。最后加入黄血盐溶液时，生成蓝沉淀。
答：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)3 + 3HCl = Fe3+ + 3H2O + 3Cl-
Fe3+ + SCN- = FeSCN2+
2FeSCN2+ + SO2 + 3H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ + 2SCN-
MnO4- + 5Fe2++ 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
Fe3+ + Fe(CN)64- + K+ = KFe[Fe(CN)6]
3.指出下列实验的实验现象，并写出反应式：
（1）用浓盐酸处理Fe(OH)3、Co(OH)3 、Ni(OH)3，沉淀时有何现象产生？
（2）在FeSO4、CoSO4 、NiSO4溶液中加入氨水时，有何现象产生？
（3）用浓HCl处理Fe(OH)3时 ，棕沉淀溶解，得黄溶液
答：(1) 用浓HCl处理时：
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
2 Co(OH)3 + 2Cl- + 6H+ + 6H2O = 2Co(H2O)62+（粉红） + Cl2↑
Co(H2O)62+ + 4Cl- = CoCl42-（蓝）+ 6H2O
2 Ni(OH)3 + 2Cl- + 6H+ + 6H2O = 2Ni(H2O)62+ + Cl2↑
（2）在FeSO4溶液中加入氨水时，因溶液中溶有O2，得不到白的沉淀而是蓝绿的沉淀，沉淀在空气中缓慢转为棕。
Fe2+ + 2NH3 + 2H2O = Fe(OH)2↓ + 2NH4+
4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
向CoSO4溶液中滴加氨水时，先有蓝绿的沉淀生成，氨水过量时，沉淀溶解得棕黄溶液，在空气中放置，溶液颜略微变深。
2Co2+ + 2 NH3 + 2H2O = Co(OH)2•CoSO4↓ + 2 NH4+
Co(OH)2•CoSO4 + 2 NH4+ +10 NH3 = Co(NH3)62+ + SO42- + 2H2O
Co(NH3)62+ +O2 + 2H2O = 4 Co(NH3)63+ + 4OH-
在NiSO4溶液中加入氨水时，先有绿沉淀生成，氨水过量时绿沉淀溶解，生成紫Ni(NH3)63+
2Ni2+ + 2NH3 + 2H2O + SO42- = Ni(OH)2•NiSO4↓+ 2NH4+
Ni(OH)2•NiSO4 + 2 NH4+ + 10 NH3 = 2 Ni(NH3)63+ + + SO42- + 2H2O
（3）用浓HCl处理Fe(OH)3时 ，棕沉淀溶解，因Fe3+水解，得黄溶液。
4.比较Fe(OH)3 、Al(OH)3、、Cr(OH)3的性质
答：（1）颜： Fe(OH)3 棕； Al(OH)3 白；Cr(OH)3灰蓝
（2）与过量的NaOH反应
Al(OH)3 和 Cr(OH)3都显两性，溶于过量的NaOH溶液，而Fe(OH)3为碱性，不溶于过量的NaOH溶液。
（3）氧化还原性
Fe(OH)3还原能力较差，但在酸化时具有一定的氧化能力
2 Fe(OH)3 + 6H+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 + 3H2O
Al(OH)3既无氧化性又无还原性，Cr(OH)3无明显的氧化性，酸性条件下还原能力较弱，但碱性条件下还原能力较强：
2Cr(OH)3 + 3H2O2+ 4OH- ＝ 2CrO42- + 8H2O
（4）生成配合物而溶解
Fe(OH)3， Cr(OH)3生成配合物而溶解的能力较强，而Al(OH)3只能与少数配体生成配合物而溶解
Fe(OH)3 + 6CN- = Fe(CN)63- + 3OH-
Al(OH)3 + OH- = Al(OH)4-
Cr(OH)3 + 6CN- = Cr(CN)63- + 3OH-
Cr(OH)3 + OH- = Cr(OH)4-
5.金属M溶于稀盐酸时生成MCl2，其磁距为5.0 B.M.。在无氧操作条件下, MCl2溶液遇NaOH溶液，生成一白沉淀A。A接触空气就逐渐变绿，最后变成棕沉淀B。灼烧时，B生成了棕红粉末C，C经不彻底还原生成了铁磁性的黑物D。
D溶于稀盐酸生成溶液E，它使KI溶液氧化成I2，但在加入KI前先加入NaF，则KI将不被E所氧化。
若向B的浓NaOH悬浮液中通入Cl2气时可得到一 紫溶液F，加入电动刻字笔BaCl2是就会沉淀出红棕固体G。G是一种强氧化剂。
试确认各字母符号所代表的化合物，并写出反应方程式。
答：A: Fe(OH)2 , B: Fe(OH)3 , C: Fe2O3 , D: Fe3O4, E: FeCl3 , F: Na2FeO4 , G: BaFeO4
有关反应:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + 2NaCl
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O（加热）
3Fe2O3 + CO= 2Fe3O4 + CO2
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
2FeCl3 +2KI = FeCl2 +I2 + 2KCl
FeCl3 + I2 +12NaF = 2Na3[FeI6] + 2NaI + 4NaCl
2Fe(OH)3 + 3Cl2 + 10NaOH = 2 Na2FeO4 + 6NaCl + 8H2O
Na2FeO4 + BaCl2 = BaFeO4物联网实验设备↓ + 2NaCl
6.完成下列反应方程式：
(1) FeSO4 + Br2 + H2SO4→
(2) Co(OH)2 + H2O2→
(3) Ni(OH)2 + Br2 + OH-→
(4) FeCl3 + NaF→
(5) FeCl3 + Ca→
(6) FeCl3 + H2S→
(7) FeCl3 +KI→
(8) Co2O3 + HCl→
(9) Fe(OH)3 + KCrO3 + KOH→
(10) K4Co(CN)6 + O2 + H2O→
答：tomgro(1) 2FeSO4 + Br2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 2HBr
(2) Co(OH)2 + H2O2 = 2Co(OH)3
(3) 2Ni(OH)2 + Br2 + 2OH- = 2Ni(OH)3 + 2Br-
(4) FeCl3 + 6NaF = Na3[FeF6] + 3NaCl
(5) 2FeCl3 + 3Ca = 2Fe + 3CaCl2(干态下)
(6) 2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S↓ + 2HCl
(7) 2FeCl3 +2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl
(8) Co2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2↑+ 3H跑步机控制器2O
(9) 2Fe(OH)3 + KCrO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + KCl + 5H2O（干态下）
