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数字孪生 2024-09-30 20:31:31

铁钴镍的氧化还原性对比(如何分离铁钴镍金属)

一、铁钴铁钴如何将三价铁离子和二价钴离子分离开

利用铁离子、镍的镍金钴离子与氨水不同作用将其分离。氧化三价铁离子与过量氨水作用生成氢氧化铁沉淀,还原而钴离子生成相应的性对氨配合离子而溶解,过滤即可分离。比何

铁的分离+3价化合物较为稳定,除此之外,铁钴铁钴铁原子还可以失去两个电子得到亚铁离子。镍的镍金当铁与单质硫、氧化硫酸铜溶液、还原盐酸、性对稀硫酸等反应时失去两个电子,比何成为+2价,分离而与Cl₂、铁钴铁钴Br₂、硝酸及热浓硫酸反应时,则被氧化成Fe³⁺。

钴是具有光泽的钢灰色金属,比较硬而脆,有铁磁性,加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为+2价和+3价,在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。

扩展资料

用途

1、钴最主要的用途是制作合金。

(1)钴铬合金可以用于牙科填补材料,以取代对部分人致敏的含镍材料。

(2)钴以5%的比例添加于铂中出现于首饰中,这种合金略有磁性。

2、电池

钴的化合物钴(III)酸锂被广泛用于锂离子电池(钴酸锂电池)中。

3、染料

在19世纪之前,钴元素的最广泛的用处就是染料。自从中世纪,钴就作为一种蓝色玻璃的添加物钴蓝投入生产,也有钴绿颜料。

4、放射性同位素

钴-60是一个γ射线的放射源,它是通过用中子轰击钴而产生的高能放射源。它释放出两种γ射线,其能量分别为1.17和1.33MeV。

5、其他

钴在电镀方面也有广泛应用,由于其吸引人的外观,坚硬和具有抗氧化性,还用于作为瓷釉的底釉。

参考资料来源:百度百科--铁离子

参考资料来源:百度百科--钴

二、怎样分离溶液中的铁离子与镍离子

用点镀法将两石墨电极接学生电源后调至9伏电压,通入溶液,先从负极电镀上来的就是镍(金属性弱于铁),适时取出负极并放入稀硝酸中溶解表面金属,溶液将成显绿色(铁离子在PH为3以上的溶液中呈现黄色)。这里的适时是指当出现反光性较之前弱的金属时(铁)即刻取出。此方法可分离大量离子,还有少量铁离子在镍离子中可用沉降法处理,即采用PH为10左右的溶液滴几滴入之前溶液中会使铁离子立即变成氢氧化铁沉积下来,再然后过滤就行。

三、如何鉴定并分离cr3 mn2 fe2 co2 ni2 离子

二价钴离子:加入SCN-反应生成蓝绿色的[Co(SCN)4]2-配离子,则证明有钴离子

二价铅离子:原理是PbCrO4能溶于稀碱溶液中,酸化后又析出黄色沉淀.用稀醋酸调到中性或弱酸性,滴加10%K2CrO4溶液几滴,产生黄色沉淀,证明有Pb2+存在.

二价锰离子:铋酸钠能将Mn2+氧化为紫色的MnO4-,这是鉴定二价锰离子的特征反应:2Mn2++ 14H++ 5BiO3-= 2MnO4-+ 5Bi3++ 7H2O.

汞离子:Hg2+在中性或酸性介质中可被氯化亚锡还原成白色氯化亚汞沉淀,过量Sn2+存在时,可被进一步还原成黑色的金属汞.如在滤纸上反应,则得到黑色或棕色的斑点.

铁离子:能与硫氰根离子(如硫氰化钾KSCN)作用显血红色:Fe3++ SCN-→ [Fe(SCN)]2+,可鉴定Fe3+的存在.

铬离子:在碱性条件下可将Cr3+氧化为Cr2O72-,Cr2O72-与过氧化氢作用生成蓝色过氧化铬CrO5,在乙醚中显蓝色,可鉴定Cr3+的存在.

镍离子:能与丁二酮肟(HDMG)作用,生成红色的沉淀,可鉴定Ni2+的存在.

四、大学化学实验——铁钴镍

铁钴镍

一、实验目的:

1.试验并掌握二价铁钴镍的还原性和三价铁钴镍的氧化性;

2.试验并了解铁钴镍的配合物的生成和性质。

二、实验内容:

1.铁(II)、钴(II)、镍(II)、化合物的还原性

(1)铁(II)的还原性

a.在酸性介质中,往盛有1毫升溴水的试管中加入3滴1:1H2SO4的溶液,然后滴加0.2mol/l(NH4)2Fe(SO4)2溶液,观察现象。2Fe2++Br2=2Fe3++2Br_

b.在碱性介质中,在一试管中加入2毫升蒸馏水和5滴3mol/LH2SO4,煮沸以赶尽溶于其中的空气,然后溶入少量硫酸亚铁铵晶体。在另一试管中注入3mL6mol/LNaOH溶液,煮沸。冷却后,用一长滴管吸约0.5mL氢氧化钠溶液,插入硫酸亚铁铵溶液内,慢慢放出氢氧化钠溶液。Fe+2OH_=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3溶液由白色变为灰绿,再变为红棕色。

(2)钴(II)镍(II)的还原性

a.往盛有CoCl2和NiSO4的试管中分别滴入氯水。氯水溴水不能将Co2+、、Ni2+氧化,无明显现象。

b.在两只盛有0.5ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中,分别滴加2mol/LNaOH溶液,所得沉淀分为两份,一份放于空气中,一份滴加氯水。

Co2++Cl_+OH_=Co(OH)Cl↓出现蓝绿色沉淀

Co(OH)Cl+OH_=Co(OH)2+Cl_溶液变粉红色

4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3+NaCl棕色

c.用NiSO4溶液按上述操作。 Ni2++2OH_=Ni(OH)2↓绿色 Ni(OH)2放在空气中不变化 2Ni(OH)2+Cl2+2NaOH=2Ni(0H)3黑色+2NaCl

2.铁(III)、钴(III)、镍(III)的氧化性

(1).在上面保留的Fe(OH)3、CoO(OH)、NiO(OH)沉淀里分别加入浓盐酸振荡,并用淀粉-碘化钾试纸检验生成的气体。

Fe(OH)3+3HCl(浓)=FeCl3+3H20

2Co(OH)3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+6H2O

2Ni(OH)3+6HCl(浓)=2NiCL2+Cl2↑+6H20 Cl2会使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

(2).在上述制得的FeCl3溶液中加入KI溶液,再加入CCl4,振荡。

Fe3++2I_=2Fe2++I2

3.配合物的生成和性质

(1)铁的配合物

a.分别在K4「Fe(CN)6」和K3「Fe(CN)6」溶液中滴加2mol/LNaOH溶液,观察现象。

因为上面两种物质非常稳定,溶液中Fe2+、、Fe3+浓度很小,所以加入氢氧化钠溶液无变化,不会生成氢氧化物沉淀。

b.试验K4「Fe(CN)6」和FeCl3溶液的反应,K3「Fe(CN)6」和FeCl2溶液的反应。观察现象。Fe3++K++「Fe(CN)6]4-黄血盐=KFe[Fe(CN)6]↓普鲁士蓝

Fe2++K++[Fe(CN)6]3-_赤血盐=KFe[Fe(CN)6]↓腾氏蓝

c.试验K3Fe[(CN)6]溶液、FeCl3溶液同KI溶液的反应,K4[Fe(CN)6]溶液、FeSO4溶液同碘水的反应.

K3Fe[(CN)6]与KI溶液不反应 0.36<0.54

2Fe+2I-=2Fe2++I2 0.77>0.54

2[Fe(CN)6]4-+I2=2[Fe(CN)6]3-_+2I- 0.54>0.36

Fe与I2不反应0.54<0.77

d.在FeCl3溶液中加入KSCN溶液,观察现象.

Fe3++nSCN-=Fe[(SCN)n](3-n)+血红色(n=1-6)

(2)钴的配合物

a.往盛有2ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中划入少量KSCN固体,观察现象。再加入1毫升戊醇与1毫升乙醚,振荡后,观察水相和有机相的颜色。

Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-戊醇乙醇层呈现黄色

b.往盛有1ml 0.2mol/L CoCl2溶液中滴加浓氨水,至生成沉淀刚好溶解,静止一段时间后,观察颜色变化

Co2++ Cl-+ NH3•H2O= Co(OH)Cl↓+ NH4+

Co(OH)Cl↓+ 6 NH3= [Co(NH3)6]2+紫色+ OH-+Cl-

4[Co(NH3)6]2++ O2+ 2H2O= 4[Co(NH3)6]3+棕色+ 4OH-不稳定,易被氧化

(3)。镍的配合物

往盛有1ml 0.2mol/LNiSO4溶液的试管中滴入浓氨水至生成的沉淀刚好溶解,然后滴入几滴月亏试剂,则有鲜红色沉淀生成,利用此反应可检验Ni2+离子

Ni2++ 2NH3•H2O= Ni(OH)2↓绿

Ni(OH)2+ 6 NH3= [Ni(NH3)6]2+绿色+ 2OH-

三、注意事项

1.制取氢氧化亚铁的过程要避免将空气带入溶液中。

2.欲使Ni(OH)2、Co( OH)2在浓氨水中完全溶解,最好加入少量固体NH4Cl

四、思考题讨论

1.设法实现下列物质的转化氯化亚铁和氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁

2FeCl2+Cl2= 2FeCl3 2FeCl3+Fe= 3FeCl2

2Fe2++H2O2+ 2H+= 2Fe3++ 2H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+

2.怎样鉴别Fe2+、Fe3+、Co2+、 Ni2+离子?

K3[Fe(CN)6]+ Fe2+= KFe[Fe(CN)6]滕士蓝

Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n](3-n)+(n=1~6)血红色

Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-在戌醇-乙醚层显蓝色

参考资料:数字孪生