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文檔簡(jiǎn)介
1、鐵元素的介紹F0511003班,李奇崎,5051109079摘要:鐵是當(dāng)今的第一大金屬,鐵制品已滲透到生活的方方面面。本文就簡(jiǎn)要地介紹了鐵元素及其單質(zhì)、化合物的性質(zhì)。關(guān)鍵詞:鐵元素 鐵單質(zhì) 鐵的化合物0.引言鐵是古代就已知的金屬之一。鐵礦石是地殼主要組成成分之一,鐵在自然界中分布極為廣泛,但人類發(fā)現(xiàn)和利用鐵卻比黃金和銅要遲。首先是由于天然的單質(zhì)狀態(tài)的鐵在地球上非常稀少,而且它容易氧化生銹,加上它的熔點(diǎn)(1812K)又比銅(1356K)高得多,就使得它比銅難于熔煉。人類最早發(fā)現(xiàn)的鐵是從天空落下來的隕石,隕石中含鐵的百分比很高,是鐵和鎳、鈷等金屬的混合物,在融化鐵礦石的方法尚未問世,人類不可能大量
2、獲得生鐵的時(shí)候,鐵一直被視為一種帶有神秘性的最珍貴的金屬。 在約公元前1500年左右,埃及和美索不達(dá)米亞開始有煉鐵業(yè)。至公元前1000年左右,鐵器才基本上從日常用具中排擠了銅器而占統(tǒng)治地位。我國(guó)是發(fā)現(xiàn)和掌握煉鐵技術(shù)最早的國(guó)家。1973年在我國(guó)河北省出土了一件商代鐵刃青銅鉞,表明我國(guó)勞動(dòng)人民早在3300多年以前就認(rèn)識(shí)了鐵,熟悉了鐵的鍛造性能,識(shí)別了鐵與青銅在性質(zhì)上的差別,把鐵鑄在銅兵器的刃部,加強(qiáng)銅的堅(jiān)韌性。經(jīng)科學(xué)鑒定,證明鐵刃是用隕鐵鍛成的。隨著青銅熔煉技術(shù)的成熟,逐漸為鐵的冶煉技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。我國(guó)最早人工冶煉的鐵是在春秋戰(zhàn)國(guó)之交時(shí)期出現(xiàn)的。這從江蘇六
3、合縣春秋墓出土的鐵條、鐵丸,和河南洛陽戰(zhàn)國(guó)早期灰坑出土的鐵錛均能確定是迄今為止的我國(guó)最早的生鐵工具。生鐵冶煉技術(shù)的出現(xiàn),它對(duì)封建社會(huì)的作用與蒸汽機(jī)對(duì)資本主義社會(huì)的作用可以媲美。鐵的發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模使用,是人類發(fā)展史上的一個(gè)光輝里程碑,它把人類從石器時(shí)代、銅器時(shí)代帶到了鐵器時(shí)代,推動(dòng)了人類文明的發(fā)展。至今鐵仍然是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)人類進(jìn)步所必不可少的金屬材料。鐵的化學(xué)符號(hào)Fe來自它的拉丁文名稱Ferrum,鐵的英文名稱是Iron。1.鐵元素左面是鐵元素的基本性質(zhì)示意圖,除此圖介紹之外,鐵天然存在四種同位素:54Fe、56Fe、57Fe、58Fe,其中豐度最大的是56Fe,為91.66%。鐵現(xiàn)在還有一
4、些人工合成的同位素,其中最常用于示蹤研究工作的是55Fe和59Fe,55Fe是通過54Fe(n,r)合成的,半衰期2.7d,衰變方式為軌道電子俘獲,以其能釋放出最高能量為5.6keV的軟X射線和較長(zhǎng)半衰期而成為生物學(xué)研究中的理想示蹤原子。2.單質(zhì)2.1概述鐵是地球上分布最廣的金屬之一。約占地殼質(zhì)量的5.1%,居元素分布序列第四位,僅次于氧、硅和鋁在自然界,游離態(tài)的鐵只能從隕石中找到,分布在地殼中的鐵都以化合物的狀態(tài)存在。鐵的主要礦石有:赤鐵礦Fe2O3,含鐵量在50%至60%之間;磁鐵礦Fe3O4,含鐵量60%以上,有磁性,此外還有褐鐵2Fe2O3.3H2O、菱鐵礦FeCO3和黃鐵礦FeS2,
5、它們的含鐵量低一些,但比較容易冶煉。我國(guó)的鐵礦資源非常豐富,著名的產(chǎn)地有湖北大冶、東北鞍山等。生物體中也含鐵,每人平均含鐵量為4.5g左右,地下水中也含鐵。鐵是有光澤的銀白色金屬,硬而有延展性,熔點(diǎn)為1535°C沸點(diǎn)3000°C,有很強(qiáng)的鐵磁性,并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性。鐵分為生鐵、熟鐵和鋼三類。生鐵含碳量在1.7%至4.5%之間,生鐵堅(jiān)硬耐磨,可以澆鑄成型,如鐵鍋、火爐等。所以又稱為鑄鐵。生鐵沒有延展性,不能鍛打。熟鐵含碳量在0.1%以下,近似于純鐵,韌性很強(qiáng),可以鍛打成型,如鐵勺、鍋爐等,所以又叫鍛鐵。鋼的基本成分也是鐵,但鋼的含碳量比熟鐵高,比生鐵低,在0.1%至1.
6、7%之間。鋼兼具有生鐵和熟鐵的優(yōu)點(diǎn),即剛硬又強(qiáng)韌。鐵能在高溫下吸收氫生成固溶體。在溫度高于800時(shí)鐵能與少量氮反應(yīng),但反應(yīng)速度很慢,在溫度超過400時(shí)很容易與氨氣反應(yīng),生成Fe2N,這是鋼鐵表面氮化生成硬保護(hù)膜層的反應(yīng)原理。鐵容易和大多數(shù)非金屬在適當(dāng)高溫下反應(yīng)生成二元化合物。鐵與氧的反應(yīng)取決于反應(yīng)條件。新還原出來的微細(xì)鐵粉在空氣中就會(huì)自燃,塊狀鐵在溫度超過150時(shí)在干燥空氣中就開始氧化,在過量氧氣中生成的主要產(chǎn)物是Fe2O3和Fe3O4,高于575和低氧空氣中則主要氧化產(chǎn)物為FeO。鐵與硫或磷反應(yīng)時(shí)放出大量的熱,分別生成FeS和Fe3P。鹵素則可在較低溫度(約200)與鐵反應(yīng),氟、氯和溴與鐵反
7、應(yīng)生成Fe()化合物FeX3,而碘只生成Fe()化合物FeI2。 從鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)看,鐵是個(gè)中等活潑的金屬,單質(zhì)鐵在酸性溶液中是一種還原劑,而在堿性溶液中則是一種更強(qiáng)的還原劑。依照鐵的電極電勢(shì)在電位序中的位置,它可以從稀酸中置換出氫氣,能從銅()鹽溶液中置換銅,本身轉(zhuǎn)化成鐵()鹽。氧化性酸,如硝酸、冷稀酸仍可與鐵生成鐵而鐵()鹽,但熱濃酸只能生成鐵()鹽,在冷的濃硫酸或濃硝酸中會(huì)發(fā)生“鈍化”而不與之繼續(xù)反應(yīng)。鐵與許多金屬有一重要差別,即不容易形成汞齊。鐵在高于500時(shí)可以快速地同水蒸氣反應(yīng)放出氫氣,溫度低于570時(shí)生成的氧化物是Fe3O4,而高于?時(shí)則生成FeO,二氧化碳同樣能與鐵反應(yīng)生成這
8、兩種氧化物(取決于溫度條件),鐵粉還能在一定條件下與一氧化碳反應(yīng)生成揮發(fā)性的劇毒化合物五羰合鐵Fe(CO)5。鐵的銹蝕是鐵與空氣和水發(fā)生作用生成水和氧化物的過程,銹蝕是一種電化學(xué)過程。反應(yīng)如下:O2+2H2O+4-4OH- 2Fe2 Fe2+4-此時(shí)溶液中的Fe2+和OH-在氧氣的作用下便生成了黃棕色的水和氧化鐵()沉淀物鐵銹。防止鐵器生銹的方法之一是在表面涂刷阻銹劑,如氫氧化鈉、磷酸鈉或鉻酸鉀溶液,還有一種“磷酸鹽化處理”,是將鐵器浸置在磷酸錳或磷酸鋅溶液中,使鐵表面生成一層磷酸鐵保護(hù)層。還有一種防銹的方法是在鐵表面遮鍍上一層其它金屬,如鍍鋅鐵、鍍錫鐵等。涂刷紅鉛漆或油漆也是常用的方法。2.
9、2鐵的制備1)生鐵的生產(chǎn) 從鐵礦提取鐵的第一步是在高爐中生產(chǎn)鐵或鑄鐵,一般的高爐其高度約為100英尺,直徑約為25英尺,由耐火磚砌成,外包以鋼板。從爐底通過噴嘴吹入預(yù)熱的壓縮空氣(或富氧空氣和柴油),從爐頂裝入預(yù)先燒結(jié)的氧化鐵和焦炭混合物,并摻入了石灰石。焦炭在空氣中燃燒供給熱量和一氧化碳。這樣一來,高爐的下半部分就變得很熱,將由氧化鐵還原而產(chǎn)生的鐵熔化而沉入高爐的底部。礦石和炭混合物繼續(xù)由爐頂沉入"熱區(qū)“。每隔一定時(shí)間將熔化的鐵從爐底排放出來,并從每次排放出來的熔鐵表面上除掉爐渣。從爐頂排出的多余一氧化碳可用于預(yù)熱鼓入爐中的壓縮空氣,使其溫度達(dá)到800左右,高爐渣可用于生產(chǎn)建筑材料
10、和爐渣水泥。高爐內(nèi)主要反應(yīng)為: 3Fe2O3 + CO2Fe3O4 +CO2 Fe3O4 + 4CO3Fe + 4CO2 Fe2O3 + CO2FeO + CO22.)鋼的生產(chǎn) 在堿性煉鋼法中是在空氣中除去生鐵中的可氧化雜質(zhì)。氧氣可以通過不同的方式引入熔化的生鐵中,在轉(zhuǎn)爐法中是從轉(zhuǎn)爐底部的氣孔中鼓入空氣,雜質(zhì)被氧化產(chǎn)生的高溫足以使金屬保持熔化。用真空脫氣的方法除去鋼中的氣態(tài)雜質(zhì)和非金屬雜質(zhì)。在這一處理過程中將在高真空下熔化;此法對(duì)于生產(chǎn)高可鍛型鋼和高合金鋼是特別有利的。3)純鐵的制備 純鐵可用氫還原純氧化鐵或氫氧化鐵來制備,也可將五羰合鐵氣化并在250左右使之分解可得到不含任何雜質(zhì)的微細(xì)粉末狀
11、純鐵,將這種純鐵在高真空下煅燒可以除去殘留在鐵中的痕量碳和氧,它們以一氧化碳的形式被除去。3.鐵的化合物在一般條件下,鐵的常見氧化態(tài)是+2和+3,在很強(qiáng)的氧化條件下,鐵可以呈現(xiàn)不穩(wěn)定的+6氧化態(tài)。還原性是氧化數(shù)為+2的鐵的化合物的特征化學(xué)性質(zhì)。3.1鐵()的重要化合物氫氧化亞鐵在亞鐵溶液中加入堿,開始能生成白色膠狀沉淀氫氧化亞鐵,但很容易被空氣中的氧氣氧化成紅色的氫氧化鐵沉淀。氫氧化亞鐵一般不顯酸性,但在濃堿中可生成Fe(OH)66-硫酸亞鐵 硫酸亞鐵是比較重要的亞鐵鹽,它是一種含有七個(gè)結(jié)晶水的淺綠色晶體FeSO4.7H2O,俗稱綠礬。它在農(nóng)業(yè)上用作農(nóng)藥,主
12、治小麥黑穗病,在工業(yè)上用作染色,制造藍(lán)黑墨水和木材防腐、除草劑和飼料添加劑等。1)制備 硫酸亞鐵的制備方法有以下幾種:工業(yè)上用氧化黃鐵礦FeS2的方法制取硫酸亞鐵: 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4或由Fe2O3制取Fe2(SO4)3,由Fe2(SO4)3和Fe的氧化還原反應(yīng)制取硫酸亞鐵:Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2OFe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4將鐵屑溶于稀硫酸或用硫酸清洗鋼鐵表面所得的廢液中都可以得到副產(chǎn)品硫酸亞鐵:Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
13、工業(yè)上用硫酸法分解鈦鐵礦制取TiO2生產(chǎn)中的副產(chǎn)品即是硫酸亞鐵:FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O 2)性質(zhì) 含7個(gè)結(jié)晶水的硫酸亞鐵FeSO4.7H2O是淺綠色的,加熱失水可得無水硫酸亞鐵FeSO4,無水FeSO4是白色的。加強(qiáng)熱,無水FeSO4分解為Fe2O3:FeSO4= Fe2O3 + SO3 + SO2 硫酸亞鐵易溶于水,在水中有微弱的水解,使溶液顯酸性(pH=3): Fe2+ + H2O = Fe(OH)2 +H2 硫酸亞鐵在空氣中不穩(wěn)定,可逐漸風(fēng)化失水,并且表面容易被空氣中的氧氧化,生成黃色或鐵銹色的堿式硫酸鐵()鹽:4FeSO4 + 2
14、H2O + O2 = 4Fe(OH)SO4所以,在綠礬晶體表面常有鐵銹色斑點(diǎn),其溶液久置后常有棕紅色沉淀。因此,保存FeSO4溶液時(shí),應(yīng)加入足夠濃度的硫酸,必要時(shí)加入幾顆鐵釘來防止氧化。 雖然Fe鹽在酸性介質(zhì)中比較穩(wěn)定,但在強(qiáng)氧化劑KMnO4、K2CrO7等存在時(shí),也會(huì)被氧化成Fe3+,因此,亞鐵鹽在分析化學(xué)中是常用的還原劑,用來標(biāo)定重鉻酸鉀或高錳酸鉀溶液的濃度。硫酸亞鐵銨 硫酸亞鐵對(duì)于在空氣的氧化不穩(wěn)定,但硫酸亞鐵與堿金屬或銨的硫酸鹽形成的復(fù)鹽M12SO4.FeSO4.6H2O對(duì)空氣的氧化,要比硫酸亞鐵穩(wěn)定得多。最重要的復(fù)鹽是FeSO4(NH4)2SO4.6H2O,俗稱摩爾氏鹽,是常用的還原
15、劑。在定量分析中用來標(biāo)定重鉻酸鉀或高錳酸鉀溶液的濃度:10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4=5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O6 FeSO4 + K2Cr2O7 +7 H2SO4=3 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3+ 7 H2O3.2鐵(III)的化合物氧化性是氧化數(shù)為+3的鐵的化合物的特征化學(xué)性質(zhì)。三氧化二鐵 三氧化二鐵Fe2O3是磚紅色固體,可以用作紅色顏料、涂料、媒染劑、磨光粉以及某些反應(yīng)的催化劑。 Fe2O3具有a和v兩種不同的構(gòu)型。a型是順磁性的,而v型是鐵磁性的。v型Fe2
16、O3在673K以上可以轉(zhuǎn)變?yōu)閍型。自然界中存在的赤鐵礦是a型Fe2O3,將硝酸鐵或草酸鐵加熱,可得a型Fe2O3。將Fe2O3氧化所得產(chǎn)物是v型Fe2O3。Fe2O3是堿性為主的兩性氧化物。四氧化三鐵 鐵除了生成FeO和Fe2O3之外,還生成一種FeO和Fe2O3的混合氧化物Fe3O4,亦稱為磁性氧化鐵,它具有磁性,是電的良導(dǎo)體,是磁鐵礦的主要成分。 將鐵或氧化亞鐵在空氣中加熱,或令水蒸氣通過燒熱的鐵,都可以得到Fe3O4: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 6FeO + O2 = 2Fe3O43Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2三氯化鐵三氯化鐵是
17、比較重要的鐵()鹽,主要用于有機(jī)染色反應(yīng)中的催化劑。因?yàn)樗芤鸬鞍踪|(zhì)的迅速凝聚,在醫(yī)療上用作外傷止血?jiǎng)A硗馑€用于照相、印染、印刷電路的腐蝕劑和氧化劑。.1制備 三氯化鐵有無水三氯化鐵FeCl3和六水合三氯化鐵FeCl3·6H2O。 無水FeCl3 將鐵盾與氯氣在高溫下直接合成就可以得到棕黑色的無水FeCl3: 2Fe
18、 + 3Cl2 = 2FeCl3 無水FeCl3的熔點(diǎn)(555K)、沸點(diǎn)(588K)都比較低,能借升華法提純,并易溶于有機(jī)溶劑(如丙酮)中,這些都說明無水FeCl3具有明顯的共價(jià)性。 在673K時(shí),氣態(tài)的FeCl3以雙聚分子Fe2Cl6形式存在,其結(jié)構(gòu)和Al2Cl6相似,1023K以上時(shí),雙聚分子分解為單分子FeCl3。 &
19、#160; 將鐵屑溶于鹽酸中,再往溶液中通入氯氣,經(jīng)濃縮、冷卻,就有黃棕色的六水合三氯化鐵FeCl3.6H2O(或?qū)懗蒄e(H2O)6 Cl3)晶體析出。 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
20、160; 2FeCl2 + Cl2 + 12H2O = 2FeCl3.6H2O 加熱六水合三氯化鐵晶體,則水解失去HCl而生成堿式鹽: FeCl3.6H2O = Fe(OH)Cl2 + HCl.2三氯化鐵的性質(zhì)1)Fe(III)的水解 Fe(III)的水解FeCl3及其它鐵()鹽溶于水后都容易水解,因?yàn)?Fe3+有較高的正電場(chǎng),離子半徑為60pm,有較大的電荷半徑比,因此在水溶液中明顯地水解,使溶液顯酸性。 水解過程復(fù)雜,首先發(fā)生逐級(jí)水解: 水解的最終產(chǎn)物是析出紅棕色的氫氧化鐵的膠狀沉淀。 從水解平衡關(guān)系式可以看出,當(dāng)溶液中酸過量Fe3+主要以Fe(H2O)
21、63+ 存在。pH值約為零時(shí),溶液中含約99%的Fe(H2O)63+。如果是pH值提高到23時(shí),水解趨勢(shì)明顯,聚合傾向增大,最終生成紅棕色膠狀氫氧化鐵(或稱為水合三氯化鐵)沉淀。將溶液加熱,同樣也能促進(jìn)Fe3離子的水解。使Fe3離子水解析出氫氧化鐵沉淀,是長(zhǎng)期以來作為一種典型的除鐵的方法,在冶金和化工生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。例如,試劑生產(chǎn)中常用H2O2氧化Fe2+成Fe3+: 2Fe2+ H2O2 + 2H- = 2Fe3+ + 2H2O然后加堿,提高溶液
22、的pH值,使Fe成為Fe(OH)3析出,以達(dá)到除鐵的目的。但這種方法的主要缺點(diǎn)是Fe(OH)3具有膠體性質(zhì),不僅沉淀速度慢,過濾困難,而且使一些物質(zhì)被吸附而損失。(一般用凝聚劑將Fe(OH)3凝聚沉降,或長(zhǎng)時(shí)間加熱煮沸以破壞膠體。但當(dāng)Fe濃度較大時(shí),從溶液中分離Fe(OH)3仍然是很困難的。)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用NaClO3為氧化劑,將Fe2+氧化為Fe3+: 6Fe2+ + NaClO3 + 6H- = 6Fe3+ + NaCl + 3H2O 令Fe3在較小的p
23、H(pH=1.6、1.8)條件下水解,溫度保持在358368K,這時(shí)在溶液中只存在一些聚合的Fe2(OH)24+、Fe2(OH)42+離子,這些聚合離子能與SO42-結(jié)合,生成一種淺黃色的復(fù)鹽晶體,其化學(xué)式為:M2Fe6(SO4)4(OH)12 (M= K+ 、Na+、NH4+)俗稱黃鐵礬,如黃鐵礬鈉Na2Fe6(SO4)4(OH)12。黃鐵礬在水中的溶解度小,而且顆粒大,沉淀速度快,很容易過濾,因此在濕法冶金中廣泛采用生成黃鐵礬的辦法除去雜質(zhì)鐵。2)Fe(III)的氧化性 三氯化鐵及其它鐵()鹽在酸性溶液中是較強(qiáng)的氧化劑,可以將I-氧化成I2,
24、將H2S氧化成單質(zhì)S,還可以被SnCl2還原,標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為+0.771v: 在印刷制版中,就是利用FeCl3這一性質(zhì),作銅板的腐蝕劑,把銅版上需要去掉的部分溶解變成CuCl2。 3.3鐵(VI)的化合物1在酸性介質(zhì)中高鐵酸根FeO42+離子是個(gè)很強(qiáng)的氧化劑,一般的氧化劑很難把Fe3+離子氧化成FeO4+ 。因此,F(xiàn)eO4+在酸性介質(zhì)中不穩(wěn)定,會(huì)迅速分解轉(zhuǎn)化成Fe3+:四.鐵的配位化合物鐵能形成多種配合物,例如鐵能與CN-、F-、C2O42-、Cl-、SCN-等離子形成配合物。大多數(shù)鐵的配合物呈八面體性,配位數(shù)為6。主要介紹以下幾種鐵的配合物:4.1氨配位
25、化合物 :4.2氰根配位化合物六氰合鐵()酸鉀使亞鐵鹽與KCN溶液反應(yīng),得到Fe(CN)2沉淀,該沉淀溶解在過量的KCN溶液中: FeS + 2KCN = Fe(CN)2 + K2S Fe(CN)2 + 4KCN =K4Fe(CN)6從溶液中析出來的黃色晶體K4Fe(CN)6.3H2O就叫六氰合鐵()酸鉀,或稱為亞鐵氰化鉀,俗稱黃血鹽。黃血鹽在373K時(shí)失去
26、所有的結(jié)晶水,形成白色的粉末K4Fe(CN)6,進(jìn)一步加熱即分解: K4Fe(CN)6 = 4KCN + FeC2 + N2 黃血鹽在水溶液中很穩(wěn)定,只含有K離子和Fe(CN)64-離子,幾乎檢驗(yàn)不出Fe2-離子的存在。黃血鹽溶液遇到Fe3+離子,立即生成名為普魯士藍(lán)(Prussian blue)的深藍(lán)色沉淀,其化學(xué)式為KFeFe(CN)6,六氰合亞鐵鉀:
27、160; K + Fe + Fe(CN)64- = KFeFe(CN)6 利用這一反應(yīng),可用黃血鹽來檢驗(yàn)Fe離子的存在。普魯士藍(lán)的結(jié)構(gòu)圖: 圖中表示了鐵原子和氰根位于立方體的每個(gè)角頂,氰根位于每一條邊上。一半鐵原子是鐵(),另一半鐵原子是鐵()。每個(gè)CN-配體,N原子一方對(duì)著鐵()原子,C原子一方對(duì)著鐵()原子。每隔一個(gè)立方體在立方體中心含有一個(gè)K+離子。普魯士藍(lán)俗稱鐵藍(lán),在工業(yè)上用作燃料和顏料。六氰合鐵()酸鉀用氯氣來氧化黃血鹽溶液,把Fe2+氧化成Fe3+,就可以得到深紅色的K3Fe
28、(CN)6六氰合鐵()酸鉀的晶體,或稱為鐵氰酸鉀,俗稱赤血鹽。 2K4Fe(CN)6 + Cl2 = 2KCl + 2K3Fe(CN)6 赤血鹽在堿性溶液中有氧化作用: 4K3Fe(CN)6 + 4KOH = 4K4Fe(CN)6 + O2 + 2H2O在中性溶液中赤血鹽有微弱的水解作用。因此,使用赤血鹽溶液時(shí),最好現(xiàn)用現(xiàn)配。赤血鹽溶液遇到Fe2+離子,立即生成名為騰氏藍(lán)(Turnbull blue)的沉淀,其化學(xué)式為KFeFe(CN)6六氰合亞鐵酸鐵鉀: K3Fe(CN)6 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3KCN + 3HCN
29、 利用這一反應(yīng),可用赤血鹽溶液來檢驗(yàn)Fe2離子的存在。經(jīng)結(jié)構(gòu)研究證明,騰氏藍(lán)的組成與結(jié)構(gòu)和普魯士藍(lán)一樣。4.3硫氰根配位化合物向Fe3溶液中加入硫氰化鉀KSCN或硫氰化銨NH4SCN,溶液立即呈現(xiàn)出血紅色: n=16,隨SCN 的濃度而異。這是鑒定Fe3離子的靈敏反應(yīng)之一,這一反應(yīng)也常用于Fe 3的比色分析。該反應(yīng)必須在酸性環(huán)境下進(jìn)行,因?yàn)槿芤旱乃岫刃r(shí),F(xiàn)e3會(huì)發(fā)生水解生成Fe(OH)3而破壞了硫氰合鐵()的配合物。 4.4鹵離子配位化合物Fe3+離子能與鹵素離子形成配位化合物,它和F離子有較強(qiáng)的親合力,當(dāng)向血紅色的Fe(SCN)n3-n 配合物溶液中加入氟
30、化鈉NaF(NaF溶液的pH8)時(shí),血紅色的Fe(SCN)n3-n配離子被破壞,生成了無色的FeF63配離子: Fe(SCN)6+ 6F- = FeF63- (無色) + 6SCN-這是由于一方面Fe3+與F-有較強(qiáng)的親合力,另一方面NaF加進(jìn)去后降低了溶液的酸度,因此血紅色的配合物Fe(SCN)n3-n解體了。在很濃的鹽酸中,F(xiàn)e能形成四面體的FeCl4- 配離子: Fe3+ + 4HCl = FeCl4- + 4H+ 4.5羰基配位化合物Fe(CO)5:鐵在373473K和2.03×10Pa下與一氧化碳CO作用,生成淡黃色的液體五羰基配位化合物:Fe + 5CO = Fe(CO)5 在Fe(CO)5配合物中,F(xiàn)
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