铁钴镍的性质
SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
实验六铁、钴、镍的性质
一、实验目的
1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质；
2、试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。
二、实验原理
铁、钴、镍常见氧化值：＋2和＋3 另外 Fe还有+6
1、Fe2+、Co2+、Ni2+的还原性
（1）酸性介质
Cl2 + 2Fe2+（浅绿）＝2Fe3+（浅黄）+2Cl-
（2）碱性介质
铁（II）、钴（II）、镍（II）的盐溶液中加入碱，均能得到相应的氢氧化物。
Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，往往得不到白色的氢氧化亚铁，而是变成灰绿色，最后成为红棕色的氢氧化铁。Co （OH）2也能被空气中的氧气慢慢氧化。
2、Fe3+、Co3+、Ni3+的氧化性
由于Co3+和Ni3+都具有强氧化性，Co(OH)3，NiO(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II)和Ni(II)，并放出氯气。CoO(OH)和NiO(OH）通常由Co（II）和Ni(II)的盐在碱性条件下用强氧化剂（Cl2、Br2）氧化得到。
Fe3+易发生水解反应。Fe3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe2+。
3、配合物的生成和Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+的鉴定方法
（1）氨配合物
Fe2+和Fe3+难以形成稳定的氨配合物。在水溶液中加入氨时形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀。将过量的氨水加入Co2+或Ni2+离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子[Co(NH3)6]2+或[Ni(NH3)6]2+。不过[Co(NH3)6]2+不稳定，易氧化成
[Co(NH3)6]3+。
（2）氰配合物
Fe3+，Co3+，Fe2+，Co2+，Ni2+都能与CN-形成配合物。使亚铁盐与KCN溶液作用得Fe(CN)2沉淀，KCN过量时沉淀溶解。 FeSO4+2KCN＝Fe(CN)2+K2SO4
Fe(CN)2+4KCN＝K4[Fe(CN)6]
从溶液中析出来的黄色晶体是K4[Fe(CN)6]·3H2O，叫六氰合铁(II)酸钾或亚铁氰化钾，俗称黄血盐。在黄血盐溶液中通入氯气(或用其它氧化剂)，把Fe（II）氧化成Fe（III），就得到六氰合铁(III)酸钾(或铁氰化钾)
K3[Fe(CN)6]。
2 K4[Fe(CN)6]+C12＝2 K3[Fe(CN)6]+2KCl
它的晶体为深红色，俗称赤血盐。赤血盐在碱性溶液中有氧化作用。
Fe3+与[Fe(CN)6]4-离子反应可以得到普鲁士蓝沉淀，而[Fe(CN)6]3-离子与Fe2+离子反应得到滕氏蓝沉淀。实验证明两者是相同的物质，都是六氰合亚铁酸铁（III）。
钴和镍也可以形成氰配合物，用氰化钾处理钴（II）盐溶液，有红色的氰化钴析出，将它溶于过量的KCN溶液后，可析出紫色的六氰合钴(II)酸钾晶体。该配合物很不稳定，将溶液稍加热，就会发生下列反应：
2[Co(CN)6]4-+H2O＝2[Co(CN)6]3-+2OH-+H2
所以[Co(CN)6]4-是一个相当强的还原剂。而[Co(CN)6]3-稳定的多。
（3）离子鉴定
① Fe3+的鉴定
K+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6] (蓝色沉淀)(普鲁士蓝)
Fe3+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n(血红色)
② Co2+的鉴定
Co2+＋ SCN－＝ Co(NCS)42-(戊醇中显蓝色)
③ Ni2+的鉴定
鲜红色
（4）CoCl26H2O粉红色,无水CoCl2蓝色，硅胶干燥剂中作指示剂。
粉红CoCl26H2O—325K—〉紫红CoCl22H2O—3l3K—〉蓝紫CoCl2H2O—393K—〉蓝CoCl2
4、Fe的防腐－铁钉发蓝
3Fe ＋ NaNO2＋5NaOH＝3Na2FeO2 + NH3 + H2O
6 Na2FeO2 + NaNO2＋ 5H2O= 3Na2Fe2O4 + NH3 +
7 NaOH
Na2FeO2 + Na2Fe2O4＋ 2H2O= Fe2O3 + 4NaOH
三、仪器与试剂
试管量筒烧杯试管夹电炉酒精灯石棉网离心机点滴板表面皿坩埚镊子滴管
HCl（2mol/L 6mol/L 浓）,HNO3（6mol/L），H2SO4（3mol/L 6mol/L），HAc（6mol/L），NaOH（2mol/L
6mol/L），NH3H2O（2mol/L 6mol/L），NH4Cl（1mol/L），NH4Fe(SO4)2（0,1mol/L），Na2S（0,1mol/L），KSCN （0,1mol/L），K3[Fe(CN)6]（0,1mol/L），K4[Fe(CN)6]（0,1mol/L），KNO2（饱和），FeCl3（0,1mol/L），CoCl2（0,1mol/L 1mol/L s），NiSO4（0,1mol/L），H2O2，二乙酰二肟混合液（1L溶液中含有600gNaOH+60gNaNO2），氯水，溴水，NH4F（s），Zn粒，乙醚，戊醇，酚酞，淀粉-KI试纸，砂纸，铁钉，回形针，毛笔，细铁丝。
四、实验步骤
1、二价铁、钴、镍氢氧化物的生成和还原性
（1）Fe2＋的还原性
酸性介质在盛有1ml氯水的试管中加3滴6mol/L H2SO4溶液后滴加NH4Fe(SO4)2溶液，观察现象（若现象不明显，设法检验Fe3+），写出反应方程式。
Cl2 + 2Fe2+（浅绿）＝2Fe3+（浅黄）+2Cl-
②碱性介质取4支试管，在一试管中加蒸馏水和1ml 3mol/L H2SO4煮沸后加入少量的NH4Fe(SO4)2晶体是之溶解，然后将溶解液均分为3等份（A、B、C.）。在另一支试管中加 6mol/L NaOH溶液，煮沸。冷却后立即长滴管吸取NaOH溶液并伸入A试管溶液底部，慢慢放出溶液（注意避免摇动带入空气），观察开始生产近乎白色的Fe(OH)2沉淀，防止一段时间后观察溶液颜色的变化，反应液留作下面实验用。
按上述同样方法产生Fe(OH)2沉淀后迅速在B、C试管中加入2mol/L HCl和2mol/LNaOH溶液，立即观察现象，写出反应方程式。
Fe2+＋ 2OH-＝ Fe(OH)2（白色沉淀）
Fe(OH)2＋ O2＋2H2O ＝ 4Fe(OH)3(棕红色) 反应迅速
（2）Co2＋、Ni2＋的还原性
①向盛有少量0,1mol/L CoCl2溶液中滴2mol/LNaOH溶液至生成粉红色沉淀。将沉淀分成3份：一份加6mol/L HCl，另一份加H2O2溶液，剩余一份放至实验结束，观察沉淀有何变化解释现象并写出反应方程式。
Co2+＋ 2OH-＝ Co(OH)2 (粉红色沉淀)
Co(OH)2＋ 2H+＝ Co2+＋ 2H2O
2Co(OH)2＋ H2O2＝ 2CoO(OH)(棕色沉淀) ＋2H2O
Co(OH)3在HNO3中溶解不显着，在酸性溶液中用 H2O2还原可提高溶解性，反应如下：2Co(OH)3 + H2O2 +4H+→ 2Co2+ + 6H2O + O2
4Co(OH)2＋ O2＝4CoO(OH) + 2H2O（棕褐色沉淀）缓慢需加热
②向盛有少量L NiSO4溶液中滴加2mol/LNaOH溶液至沉淀，将沉淀分3份：一份加6mol/L HCl，另一份加
H2O2溶液，剩余一份放至实验结束，观察沉淀有何变化此时再向放置的溶液中滴加溴水，有有何现象写出反应方程式。
Ni2＋＋ 2OH－＝ Ni(OH)2 (绿色沉淀)
Ni(OH)2＋ 2H+＝ Ni2+＋ 2H2O
2Ni(OH)2＋ H2O2＝ 2NiO(OH) (黑色沉淀)＋2H2O
2Ni2+＋ 6OH-＋ Br2＝ 2Ni（OH）3(黑色沉淀)＋ 2Br-
2、三价铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化性
（1）在一试管中混合少量L FeCl3和2mol/LNaOH至生成沉淀，观察产物的颜色和状态。离心分离，向沉淀中加入少量浓HCl，搅拌并观察沉淀是否溶解设法检验产物。
Fe3+＋ 3OH-＝ Fe(OH)3 (棕色沉淀)
Fe(OH)3＋3HCl ＝ FeCl3＋ 3H2O
（2）在两支试管中分别加入少量CoCl2和NiSO4溶液，然后分别加数滴溴水，有无变化之后滴入6mol/LNaOH溶液，观察沉淀的生成及颜色，分别离心后加入少量浓HCl，检验反应产物（如何检验）写出对应的反应方程式。
2Co2+＋ 6OH-＋ Br2＝ 2Co（OH）3＋ 2Br－
2Co（OH）3 ＋ 6HCl ＝ 2CoCl2＋ 6H2O ＋ Cl2（遇淀粉KI试纸变蓝色）
2Ni2+＋ 6OH-＋ Br2＝ 2Ni(OH)3＋ 2Br-
2Ni(OH)3 ＋ 6HCl ＝ 2NiCl2＋ 6H2O ＋ Cl2
根据上述实验结果，列表比较二价和三价Fe、Co、Ni氢氧化物的颜色、氧化还原稳定性及生成条件。
3、配合物的生成与性质及离子鉴定
（1）Fe3+、Co2+、Ni2+与氨水反应
①向少量0,1mol/L FeCl3溶液中加入适量6mol/L NH3H2O，有何现象之后再加入过量氨水，有无变化
Fe3＋难以形成稳定的氨配合物。在水溶液中加入氨时形成Fe(OH)3沉淀。将过量的氨水加入Co2+或Ni2＋离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子[Co(NH3)6]2+或[Ni(NH3)6]2+。不过[Co(NH3)6]2+不稳定、易被空中的氧气氧化成[Co(NH3)6]3+。
②取少量浓NH3H2O于试管中，加入1ml 0,1mol/L CoCl2溶液，迅速摇匀后观察溶液颜色的变化，为什么液
面颜色变化较快
Co2++6 NH3·H2O =[Co(NH3)6]2++6H2O
4[Co(NH3)6]2+＋ O2＋2H2O ＝ 4[Co(NH3)6]3＋＋ 4OH－
③在1ml 0,1mol/L CoCl2溶液中，加入几滴1mol/L NH4Cl和过量的6mol/L NH3H2O，观察溶液颜色的变化，
静置片刻，再观察溶液的颜色。
Co2++2NH3·H2O=Co(OH)2↓+2NH4++2H2O
加氯化铵的目的是使Co(OH)2沉淀在浓氨水中完全溶解。
④取 0,1mol/L NiSO4滴加浓NH3H2O，观察溶液的颜色，再加入过量的浓NH3H2O，观察产物的颜色。然后将
溶液分成4份，分别加1ml 3mol/L H2SO4、2mol/LNaOH 、H2O稀释、加热煮沸，观察它们有何变化，综合实验结果，说明镍氨配合物的稳定性。写出上述反应的反应方程式。
Ni2++6 NH3·H2O =[Ni(NH3)6]2++6H2O
[Ni(NH3)6]2+稳定性较高。
（2）Fe2+、Fe3+、Co2+与K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]的反应
在6支试管中分别加NH4Fe(SO4)2、FeCl3、CoCl2溶液，再分别加LK4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]溶液，观察现象并将结果填入表中
2＋3+2＋
4636
Fe2+、Fe3+、Co2+与K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]的反应
K+ + Fe3＋ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6] (蓝色沉淀)(普鲁士蓝)
K+ + Fe2+ + [Fe(CN)6]3- = KFe[Fe(CN)6] (蓝色沉淀)( 滕氏蓝)
Co2+ + [Fe(CN)6]4- = Co2[Fe(CN)6] (绿色沉淀)
Co2+ + [Fe(CN)6]3- = Co3[Fe(CN)6]2 (淡棕色沉淀)
（3）Fe3+、Co2+、Ni2+的鉴定反应
①分别实验L FeCl3溶液与0,1mol/L K4[Fe(CN)6]溶液和L KSCN溶液的作用，观察溶液颜色的变化，在后一溶液中加入少量NH4F固体，有何现象解释所观察到得现象。这是鉴定Fe3+的灵敏反应。
K++ Fe3+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6] (蓝色沉淀)(普鲁士蓝)
Fe3+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n有血红色
[Fe(NCS)n]3-n＋ 6F－＝ [FeF6]3- + nSCN- (血红色变无色)
②在 CoCl2溶液中加入少量KSCN固体，仔细观察固体周围的颜色，再滴入1ml戊醇和1ml乙醚，摇荡后观察水相和有机相的颜色。该反应可用于鉴定Co2+。
Co2+＋ SCN-＝ Co(NCS)42-(有机相显蓝色)
③向一试管中加入1滴 mol/L CoCl2溶液,用1mL6mol/LHAc酸化后加入6滴饱和NaNO2溶液，微热
并观察现象。
Co2+ ＋ 3K+＋ 7NO2-＋2H+＝ K3[Co(NO2)6] （黄色晶体）＋ NO ＋H2O 微热，HAc介质
④在点滴板凹隙中加1滴 LNiSO4溶液，1滴2mol/LNH3·H2O,再加1滴1%镍试剂，观察现象。
红色
4、CoCl2水合物的颜色
(1) 取一粒红色的CoCl2于坩埚中加热，有何现象然后在空气中放置1~2h，观察其颜色有何变化
加热变蓝放置后又变为红色
(2)加数滴1mol/LCoCl2溶液于表面皿中，用毛笔蘸取溶液在纸上写字，之后用镊子夹住纸，隔着石棉网用小火烘烤，观察字迹有何变化再向字迹上滴水，字迹的颜色又有何变化解释上述实验现象。CoC12·6H2O
325K CoC12·2H2O 363K CoC12·H2O 393K CoC12
(粉红) （紫红）（紫蓝）（蓝色）
5、铁、钴、镍的硫化物
(1) 分别在含有Fe2+、Fe3+、Co3+、Ni3+试液的4支试管中，各加入数滴·L-1Na2S水溶液，微热之。分别试验各硫化物沉淀在稀HCl和稀HNO3中的溶解情况，必要时可加热。将结果填入表中。
表 Fe2+、Fe3+、Co3+、Ni3+和·L-1Na
S反应
2
2FeCl3＋ H2S ＝ 2FeCl2＋ S ＋ 2HCl
如果加过量的Na2S，则
现象和解释：
Fe2+＋ S2-＝ FeS （黑色沉淀）
Ni2+＋ S2-＝ NiS （黑色沉淀）
Co2+＋S2-＝ CoS （黑色沉淀）
MS ＋ 2HCl ＝ MCl2＋ H2S （M＝Fe，Co，Ni）（事实上，因为晶形问题，CoS、NiS都不溶解）
FeS不溶于氨水而NiS和CoS溶于氨水形成配合物
MS ＋HNO3发生氧化还原反应
7、铁的腐蚀和防腐(不做)
铁的腐蚀
镀锌铁(俗称白铁)和镀锡铁(俗称马口铁),当它们的表面镀层有破损时,铁被腐蚀速度为白铁低于马口铁.三种金属的活动性为Zn>Fe>Sn.一旦镀层破损形成Zn—Fe原电池,Zn为负极被腐蚀,铁为正极得到保护,因此白铁更耐用. 而Fe—Sn原电池,Fe为负极,加速了铁的腐蚀.
（1）铁的防腐
3Fe ＋ NaNO2＋5NaOH＝3Na2FeO2 + NH3 + H2O
6 Na2FeO2 + NaNO2＋ 5H2O= 3Na2Fe2O4 + NH3 +
7 NaOH
Na2FeO2 + Na2Fe2O4＋ 2H2O= Fe2O3 + 4NaOH
五、注意事项
1、制备Fe(OH)2时，要细心操作，注意不能引入空气。
2、欲使 Co(OH)2 Ni(OH)2沉淀在浓氨水中完全溶解，最好加入少量的固体NH4Cl。
3、Zn粒和Sn粒均需用砂纸擦净表面的氧化物，使用完后必须回收。
六、思考题
1、已知溶液中含有Cr3+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+，用流程图将它们分离并鉴别出来。
2、在碱性介质中氯水能将Ni(OH)2氧化为NiO(OH)，而在酸性介质中NiO(OH)又能将Cl-氧化为Cl2，两者是否矛
盾，为什么要求查不同介质中的标准电极电势值回答。
3、有时氯水或溴水能将Co2+、Ni2+氧化为M3+，有时Co3+、Ni3+却可将HCl或HBr氧化为X2，这是否矛盾，为什么要
求查不同介质中的标准电极电势值回答。
4、衣服上沾有铁锈时，常用草酸洗，试说明原因。
答：草酸可与铁锈发生氧化还原反应生成铁的可溶性盐而溶解。草酸为弱酸，不会对衣服造成伤害。
5、在CoCl2中滴加溶液时，为何刚开始有蓝色沉淀出现
6、答： CoCl2溶液中逐滴加入NaOH溶液先生成蓝色Co(OH)Cl沉淀，继续加入NaOH溶液才生成粉红色沉淀，放置
一段时间，Co(OH)2被空气氧化而成棕色。
7、试解释：Fe3+能将I-氧化成I2，而[Fe(CN)6]3-则不能；[Fe(CN)6]4-能将I2还原成I-。而Fe2+不能。要求查标准电
极电势值回答。
答: Eθ(Fe3+/Fe2+)=大于Eθ(I2/I-)=, 因此Fe3+能将I-氧化成I2。Eθ([Fe(CN)6]3-/[[Fe(CN)6]4-)=小于Eθ(I2/I-)=,所以[Fe(CN)6]3-不能将I-氧化成I2，反而[Fe(CN)6]4-能将I2还原成I-。而Eθ(Fe3+/Fe2+)大于Eθ(I2/I-)所以Fe2+不能还原I2。
8、总结并比较二价Fe、Co、Ni的氢氧化物的稳定性及Fe3+、Co3+、Ni3+氧化能力的大小。
答: 二价氢氧化物的稳定性依次增强，其离子的氧化能力依次减弱
9、实验室的硅胶干燥剂常用来指示其吸湿程度，这是基于的什么性质
答：在硅胶中加入少量无水二氯化钴，制得的硅胶为蓝色硅胶，当硅胶在空气中吸收水以后，蓝色无水CoCl2转化为红色水合[Co(H2O)6]Cl2, 使蓝色硅胶变成红色硅胶，表示硅胶已失去吸水作用，因此可以作为硅胶干燥剂的指示剂。
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实验五：铁、钴、镍 铁、钴、镍属于第八族元素，又称铁系元素。氢氧化铁为红棕色固体，氢氧化亚铁为白色固体，但是氢氧化亚铁很容易被氧气氧化为氢氧化铁。在Fe3+的溶液中滴加NH4SCN会得到Fe3+的血红色配合物，而在Fe2+的溶液中滴加NH4SCN不会有沉淀生成，也不会有颜色； 在Co2+和Ni2+的溶液中滴加强碱，会生成粉红色氢氧化钴（II）和苹果绿色的氢氧化镍（II）沉淀，氢氧化钴（II）会被空气中的氧缓慢氧化为暗棕色的氧化物水合物Co2O3.xH2O。氢氧化镍（II）需要在浓碱溶液中用较强的氧化剂（如次氯酸钠）才能氧化为黑色的NiO（OH）。Co2O3和NiO（OH）会和水或酸根离子迅速发生氧化还原反应； 在水溶液中Fe3+和Fe2+的水配合物的颜色分别为淡紫色和淡绿色的形式存在。在Fe3+和Fe2+的溶液中分别滴加K4[Fe(CN)6]和K3[Fe(CN)6]溶液，都得到蓝色沉淀，它们是组成相同的普鲁士蓝和滕氏蓝，可以用来鉴定Fe3+和Fe2+的存在； 由于Co3+在水溶液中不稳定，所以一般是将Co2+的盐溶在含有配合物的溶液中，用氧化剂将其氧化，从而得到Co3+的配合物； 在含有Co2+的溶液中滴加NH4SCN溶液，会生成蓝色的[Co(NCS)4]2+，由此鉴定Co2+的存在； 在含有Ni2+的溶液中逐滴滴加氨水，会得到蓝色Ni2+的配合物，在此基础上继续滴加丁二酮肟，得到鲜红色鳌合物沉淀，由此鉴定Ni2+的存在。 实验内容： 1：Fe3+的氧化性、Fe2+的还原性及其离子鉴定 （1）离子鉴定：分别用K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]、NH4SCN和0.25%邻菲罗啉来鉴定Fe3+和Fe2+。（2）氧化还原特性； 2：铁、钴、镍的氢氧化物，Co2+和Ni2+二价氢氧化物的制备与对比； 3：钴、镍的配合物。Co2+和Ni2+的鉴定反应。 注意事项： （1）此次实验是定性实验，颜色变化是实验的关键内容，颜色变化和离子的价态一一对应，仔细观察实验并在实验报告中反映、思考； 药品：0.2M的FeCl3，2M的硫酸，铁粉，0.5M的NH4SCN，浓硝酸，0.1M的KMnO4，0.2M的Co(NO3)2，2M的NaOH，2M的HCl，0.2M的Ni(NO3)2，NH4Cl固体，6M的氨水，5%的H2O2，戊醇，饱和NH4SCN（溶解度：300C下，208克/100克水），0.2M的Ni(NO3)2，丁二酮肟（补加的药品）。
实验9 铬、锰及其化合物的性质 一、实验目的 掌握铬、锰主要氧化态化合物的性质。 二、实验原理 1、铬及其化合物的性质 Cr 价电子构型：3d 54s 1 ，VIB 族，常见的氧化态为＋6，＋3，＋2 Cr 2O 72-Cr 3+Cr 2+Cr 1.33-0.41-0.91-0.74 E A 0/V E B 0/V CrO 42-Cr(OH)3Cr(OH)2 Cr -0.13 -1.1 -1.4 在酸性介质中，＋2氧化态具有强的还原性，＋6氧化态具有氧化性，Cr 3 ＋ 的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr 2O 72－；在碱性介质 中，＋6氧化态稳定（CrO 42－）。 Cr 2O 3和Cr （OH ）3显两性。 Cr 3+Cr(OH) 3 4]－ (（绿色） -- 铬（VI ）最重要的化合物为K 2Cr 2O 7，在水溶液中Cr 2O 72－和CrO 42－存在下列平衡： Cr 2O 72-CrO 4 2- +2H 2O H + 2+（橙红色）(黄色) 在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-可以被过氧化氢氧化为CrO 42－。在酸性溶液中 CrO 42－转变为Cr 2O 72－。Cr 2O 72－与过氧化氢反应能生成深蓝色的CrO 5，由此可以鉴定Cr 3＋。 2、Mn 价电子结构3d 54s 3 ，VIIB 族，常见的氧化态为＋6，＋7，＋4，＋3，＋2 Mn 2＋在酸性溶液中的稳定性大于在碱性溶液中： 酸性介质：只有很强的氧化剂（铋酸钠、二氧化铅）才能氧化Mn 2＋
H 2O 7Mn 2+ NaBiO 3H + Na +Bi 3+ MnO 4-25145+++5+2+ 碱性介质： Mn 2+2+OH - Mn(OH)2(白色沉淀） O 2 MnO(OH)2(棕色） Mn （IV ）化合物重要的是MnO 2，在酸性溶液中具有氧化性。 Mn （VI ）化合物重要的是MnO 42－，Mn （VII ）化合物重要的是MnO 4－ E A 0/V E B 0/V MnO 4-MnO 42-MnO 2 MnO 4- MnO 42- MnO 2 0.56 2.26 0.56 0.60 MnO 42－存在于强碱溶液中，在酸性，中性环境中均发生歧化。 三、实验内容 1．Cr 的化合物 （1）选择适当的试剂，完成Cr 化合物的转化 +Cr(OH)3(紫色）（灰蓝色）（绿色） OH -3Cr(OH)3+3HCl Cr 3+CrCl 3 H 2O + 3Cr(OH)3 + NaOH Na[Cr(OH)4]+ H 2O 2Cr 3+ + 3H 2O 2 +10OH - = 2CrO 42- + 8H 2O Cr 2O 72-CrO 4 2- +2H 2 O H + 2+（橙红色） (黄色) 2Cr 3++3S 2O 82-+7H 2O=Cr 2O 72-+6SO 42-+14H + （2）Cr 3＋的性质 ① Cr(OH)3的生成和两性
实验六 铁、钴、镍的性质 一、实验目的 1、 试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质； 2、 试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。 二、实验原理 铁、钴、镍常见氧化值：＋2和＋3 另外 Fe 还有+6 1、Fe 2+ 、Co 2+ 、Ni 2+ 的还原性 （1）酸性介质 Cl 2 + 2Fe 2+ （浅绿）＝2Fe 3+ （浅黄）+2Cl - （2）碱性介质 铁（II ）、钴（II ）、镍（II ）的盐溶液中加入碱，均能得到相应的氢氧化物。 Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，往往得不到白色的氢氧化亚铁，而是变成灰绿色，最后成为红棕色的氢氧化铁。Co （OH ）2也能被空气中的氧气慢慢氧化。 2、Fe 3+ 、Co 3+ 、Ni 3+ 的氧化性 由于Co 3+ 和Ni 3+ 都具有强氧化性，Co(OH)3，NiO(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II)和Ni(II)，并放出氯气。CoO(OH)和NiO(OH ）通常由Co （II ）和Ni(II)的盐在碱性条件下用强氧化剂（Cl 2、Br 2）氧化得到。 Fe 3+ 易发生水解反应。Fe 3+ 具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe 2+ 。 白色粉红绿色黑色 Co(OH)2Co(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3 还原性增强 氧化性增强 Ni （OH ）2 Ni （OH ）3 3、配合物的生成和Fe 2+ 、Fe 3+ 、Co 2+ 、Ni 2+ 的鉴定方法 （1）氨配合物 Fe 2+ 和Fe 3+ 难以形成稳定的氨配合物。在水溶液中加入氨时形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀。将过量的氨水加入Co 2+ 或Ni 2+ 离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子[Co(NH 3)6]2+ 或[Ni(NH 3)6]2+ 。不过[Co(NH 3)6]2+ 不稳定，易氧化成[Co(NH 3)6]3+ 。 （2）氰配合物 Fe 3+ ，Co 3+ ，Fe 2+ ，Co 2+ ，Ni 2+ 都能与CN -形成配合物。使亚铁盐与KCN 溶液作用得Fe(CN)2沉淀，KCN 过量时沉淀溶解。
铬镍钢牌号 铬镍钢就是含铬镍的合金钢，其特性是机械强度高，硬度和韧性大，耐热耐腐蚀，适用于制造飞机汽车拖拉机等重要机件。 铬镍钢就是含铬镍的合金钢。 铬镍钢机械强度高，铬镍钢硬度和韧性大，铬镍钢耐热耐腐蚀，铬镍钢用于制造飞机汽车拖拉机等重要机件。 镍钢，坡莫合金实质上是铁镍（FeNi）合金，其矫顽力很低，而饱和磁密Bs、磁导率和居里温度都很高，接近于纯铁。多元坡莫合金，初始相对磁导率可达30000～80000，但是电阻率低，在10－7Ω－m左右，它可以被加工成极薄的薄片，所以可用在高达（20～30）kHz 的工作频率。国内工程上常用厚度为0.02mm的坡莫合金薄带，另外也有0.005mm厚的薄带，但由于在磁心的卷绕过程中薄带表面要绝缘，致使它的填充系数大大降低，因此工程上很少使用。当应用频率超过30kHz以上时，由于坡莫合金的电阻率低，其损耗会明显增加。铬元素符号Cr，银白色金属，在元素周期表中属ⅥB族，铬矿原子序数24，原子量51.996，体心立方晶体，常见化合价为+3、+6和+2。1797年法国化学家沃克兰(L.N.Vauquelin)在西伯利亚红铅矿（铬铅矿）中发现一种新元素，次年用碳还原，得金属铬。因为铬能够生成美丽多色的化合物，根据希腊字chroma（颜色）命名为chromium。 铬银白色金属，质硬而脆。密度7.20克/厘米3。熔点1857±20℃，沸点2672℃。化合价+2、+3和+6。电离能为6.766电子伏特。金属铬在酸中一般以表面钝化为其特征。一旦去钝化后，即易溶解于几乎所有的无机酸中，但不溶于硝酸。铬在硫酸中是可溶的，而在硝酸中则不易溶。在高温下被水蒸气所氧化，在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高温下，铬与氮起反应并为熔融的碱金属所侵蚀。可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水。 铬为不活泼性金属，在常温下对氧和湿气都是稳定的,但和氟反应生成CrF3。温度高于600℃时铬和水、氮、碳、硫反应生成相应的Cr2O3，Cr2N和CrN, Cr7C3和Cr3C2,C r2S3。铬和氧反应时开始较快,当表面生成氧化薄膜之后速度急剧减慢；加热到1200℃时，氧化薄膜破坏，氧化速度重新加快，到2000℃时铬在氧中燃烧生成Cr2O3。铬很容易和稀盐酸或稀硫酸反应,生成氯化物或硫酸盐，同时放出氢气。 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关内容，就在深圳机械展！
实验17 铬、锰、铁、钴、镍 欧阳光明（2021.03.07） 重点讲内容;: 性质 铬：《天大》P410—P414 铁；P423—427 锰；P418—421 钴；P423—427 镍；P423—427 一．实验目的； 1、掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。 2、掌握铬、锰重要氧化钛之间的转化反应及其条件 3、掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质 4、掌握锰、铬、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性 5、学习Cr3+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+ 二．实验原理; 铬、锰、铁、钴、镍是周期系第？周期第VIB—VIII族`元素，它们都是能形成多种氧化值的化合物。铬的重要氧化值为+3和+6；锰的重要氧化值为+2 +4 +6 +7; 铁、钴、镍的重要氧化值是+2 +3. Cr(OH)3是两性的氢氧化物。Mn（OH）2和Fe（OH）2都很容易被空气的O2氧化， Cr（OH）2也能被空气中的O2慢慢氧化。 由于Co3+和Ni3+都具有强氧化性。Co（OH）3和Ni（OH）3与浓盐酸反应，分别生成Co（II）和Ni（II）的盐在碱性条件下，用强
氧化剂氧化得到。例； 2Ni2+ + 6OH-+ Br2 ===2Ni（OH）3（s）+ 2Br-Cr3+和Fe3+都易发生水解反应。 Fe3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe2+ 在酸性溶液中，Cr3+和MN2+的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为CrO72-和MnO4- 在酸性条件下，利用Mn2+和NaBiO3的反应可以鉴定Mn2+，例； 2Mn2+ +5NaBiO3 +14H+ ===2MnO4- + 5Na+ + 5Bi3+ + 7H2O (HNO3介质) 在碱性溶液中，[Cr（OH）4]-可被H2O2氧化为CrO42- Cr3+ + 4OH- → [Cr(OH)4]- 2[Cr(OH)4]- + H2O2 + 2OH- → 2CrO42- + 8H20 （碱性介质） R酸与CrO42-生成有色沉淀的金属离子均有干扰 在酸性溶液中，CrO42-转变为Cr2O72-. Cr2O72-与H2O2反应生成深蓝色的CrO5.此可鉴定Cr3+ 在重铬酸盐溶液中，分别加入Ag+、Pb2+、Ba2+等。能生成相应的铬酸盐沉淀则： CrO72- + 2Ba2+ H+ + H2O →BaCrO4 + 2H+ Cr2O92-和MnO4-都具有强氧化性。 酸性溶液中CrO72-被还原为Cr3+. MnO4-在酸性、中性、强碱性溶液中的还原产物分别为Mn2+、MnO2沉淀和MnO42-。
铁钴镍元素性质 浙江工业大学化材学院郝刚 一目的要求 1.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）、Co（III）、Ni（II）、Ni（III）的氢氧化物和硫化物的生成与性质。 2.了解Fe2+的还原性和Fe3+的氧化性 3.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）、Co（III）、Ni（II）和Ni（III）的配合物的生成和性质 4.了解Fe（II）、Fe（III）、Co（II）和Ni（II）等离子的鉴定方法 二基本操作 1、离心机的使用：先调零、开电源、调时间3-4min、调转速2000 rpm，结束后要调零 2、定性实验的试剂滴加练习巩固 3、通风橱的使用（饱和硫化氢、浓盐酸等） 三主要仪器和药品 1仪器：离心机，烧杯(200mL)，试管，离心试管，试管夹，滴管 2药品：铜片，铁屑，(NH)2Fe(SO4)2·6H2O( 固)，KCl(固) ，NH4Cl(固)，HCl(2 mol?L-1，6 mol?L-1，浓)，H2SO4(1mol?L-1)，HAc(2mol?L-1)，NaOH(2 mol?L-1，6mol?L-1)，氨水(2mol?L-1，6mol?L-1，浓)，K4[Fe(CN)6](0.1 mol?L-1)， K3[Fe(CN)6](0.1mol?L-1)，CoCl2(0.1mol?L-1)，NiSO4(0.1mol?L-1)，(NH)2Fe(SO4)2(0.1mol?L-1)，KI(0.1 mol?L-1)，FeCl3(0.1 mol?L-1)，CuSO4(0.1mol?L-1)，KSCN(0.1 mol?L-1，1mol?L-1)，Na F(1 mol?L-1)，溴水，H2O2(3%)，CCl4，丙酮，丁二酮肟，碘化钾-淀粉试纸等。 四实验内容 1.铁、钴、镍的氢氧化物的生成和性质 （1）Fe(OH)2的生成和性质 制备除氧气的FeSO4溶液和NaOH溶液，再制备Fe(OH)2 Fe2+（浅绿）+2OH-＝Fe(OH)2↓（白） Ps：较难！NaOH溶液滴管不可在液面上！ Fe(OH)2加HCl溶液 Fe(OH)2（白↓）+ 2H+＝Fe2+（浅绿）+ 2H2O Fe(OH)2加NaOH溶液 Fe(OH)2（白↓）+ OH-→无明显变化，说明不发生发应 Fe(OH)2在空气中静置 Fe(OH)2（白↓）+ O2 + 2 H2O ＝4 Fe(OH)3↓（棕红） （2）Co(OH)2的生成和性质 制备Co(OH)2（慢慢滴加） Co2+（粉红）+Cl-+ OH-＝Co(OH)Cl ↓（蓝） Co(OH)Cl（蓝）+ OH-＝Co(OH)2↓（粉红） 总反应：Co2+（粉红）+ 2OH-＝Co(OH)2↓（粉红） Co(OH)2中加HCl溶液
镍基合金管的性能、化学成分 以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30％,且含镍加铁大于50％的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)。1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium R)，1920年德国开始生产含Cr约15％、Mo约7％的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合金牌号已近50种。其中产量较大、使用较广的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁－镍基耐蚀合金，到70年代末，已有十多种牌号。 类别镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下： Ni-Cu合金在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。 Ni-Cr合金主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。 Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。 Ni-Cr-Mo(W)合金兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。 Ni-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。 什么是超级不锈钢？镍基合金？ 超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢，首先在化学成分上与普通不锈钢304不同，是指含高镍，高铬，高钼的一种高合金不锈钢。其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上，与304相比，具有更加优秀的耐高温或者耐腐蚀性能，是304不可取代的。另外，从不锈钢的分类上，特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。 由于这种特种不锈钢是一种高合金的材料，所以在制造工艺上相当复杂，一般人们只能依靠传统工艺来制造这种特种不锈钢，如灌注，锻造，压延等等。 在许多的领域中，比如 1，海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。 2，环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。 3，能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。 4，石油化工领域：炼油，化学化工设备等。 5，食品领域：制盐，酱油酿造等 在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。。。。。特种不锈钢（超级不锈钢、镍基合金）。
d区金属元素(铬、锰、铁、钴、镍) 一、实验目的 1. 试验并掌握铬、锰主要氧化态化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件。 2. 试验并掌握二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性。 3. 试验并掌握铁、钴、镍的配合物的生成及性质。 二、实验原理 位于周期表中第四周期的Sc~Ni称为第一过渡系元素，第一过渡系元素铬、锰、铁、钴、镍是最常见的重要元素。 铬为周期表中ⅥB族元素，最常见的是+3和+6氧化态的化合物。 +3价铬盐容易水解，其氢氧化物呈两性，碱性溶液中的 +3价氧化态铬以CrO2－形式存在，易被强氧化剂如Na2O2或H2O2氧化为黄色的铬酸盐。 2 CrO2－ + 3 H2O2 + 2 OH－CrO42－ + 4 H2O 常见+6价氧化态的铬化合物是铬酸盐和重铬酸盐，它们的水溶液中存在着下列平衡： 2 CrO42－ + 2 H+Cr2O72－ + H2O 除了加酸、加碱条件下可使上述平衡发生移动外，向Cr2O72－溶液中加入Ba2+、Ag+、Pb2+离子时，根据平衡移动规则，可得到铬酸盐沉淀。 2 Ba2+ + Cr2O72－ + H2O BaCrO4↓(柠橙黄色) + 2 H+ 4 Ag+ + Cr2O72－ + H2O Ag2CrO4↓(砖红色) + 2 H+ 2 Pb2+ + Cr2O72－ + H2O PbCrO4↓(铬黄色) + 2 H+ 重铬酸盐是强氧化剂，易被还原成+3价铬(Cr3+溶液为绿色或蓝色)。 锰为周期表ⅦB族元素，最常见的是+2、+4、+7氧化态的化合物。 +2价态锰化合物在碱性介质中形成Mn(OH)2。Mn(OH)2为白色碱性氢氧化物，溶于酸及酸性盐溶液中，在空气中易被氧化，逐渐变成棕色MnO2的水合物[MnO(OH)2]。 4 Mn(OH)2 + O MnO(OH)2(褐色) + 2 H2O +2价态锰化合物在酸性介质中比较稳定，与强氧化剂（如NaBiO3、PbO2、S2O82－等）作用时，可生成紫红色MnO4－离子，这个反应常用来鉴别Mn2+。
Designation: A 358/A 358M – 01 An American National Standard 名称:A358/A358M-01 Used in USDOE-NE Standards 美国国家标准用于USDOE_NE标准Standard Specification for Electric-Fusion-Welded Austenitic Chromium-Nickel Alloy Steel Pipe for High-Temperature Service1 高温用电熔焊奥氏体铬镍合金钢管标准规范 This standard is issued under the fixed designation A 358/A 358M; the number immediately following the designation indicates the year of original adoption or, in the case of revision, the year of last revision. A number in parentheses indicates the year of last reapproval. A superscript epsilon (e) indicates an editorial change since the last revision or reapproval. 此标准以固定名称A358/ A 358 M发布, 紧随名称之后的数字，表示采用本标准的年份或上次修改本标准的年份。上方的希腊字母(e)表示上一次再版或审核的版次变化。 1. Scope 范围 1.1 This specification2 covers electric-fusion-welded austenitic chromium-nickel alloy steel pipe suitable for corrosive or high-temperature service, or both. 此规范适用于腐蚀环境或高温环境的电熔焊奥氏体铬镍合金钢管。 NOTE 1—The dimensionless designator NPS (nominal pipe size) has been substituted in this standard for such traditional terms as ―nominal diameter,‖ ―size,‖ and ―nominal size.‖ 注1-无量纲符号NPS（名义钢管尺寸）在此标准中替换为传统的术语“名义直径”“尺寸”和“标称尺寸” 1.2 This specification covers nineteen grades of alloy steel as indicated in Table 1. The selection of the proper alloy and requirements for heat treatment shall be at the discretion of the purchaser, dependent on the service conditions to be encountered. 此规范包含图表1中19个级别的合金钢。根据使用条件，买方应慎重选择合适的合金钢，和正确的热处理程序。 1.3 Five classes of pipe are covered as follows: 下列包括5种类别的钢管 1.3.1 Class 1—Pipe shall be double welded by processes employing filler metal in all passes and shall be completely radiographed. 1类钢管采用所有焊道填充金属的双面焊，并完全经过射线检查。 1.3.2 Class 2—Pipe shall be double welded by processes employing filler metal in all passes. No radiography is required. 2类钢管采用所有焊道填充金属的双面焊，不需要射线检查。 1.3.3 Class 3—Pipe shall be single welded by processes employing filler metal in all passes and shall be completely radiographed.
凡事贵在坚持 实验 24铁钴镍 一、实验目的 1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质； 2、试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。 二、实验内容（实验现象根据自己所观察到的为准） 1、Fe( Ⅱ )、 Co( Ⅱ )、 Ni( Ⅱ )的氢氧化物的生成和性质 项目 酸性 介质 Fe( Ⅱ ) 的氢氧 碱性化物 介质 实验步骤 0.5ml 氯水 +3d6mol/LH 2SO4,滴加 (NH4) 2 Fe(SO4)2 一试管加2ml 蒸馏水 ,3d6mol/LH 2SO4,煮沸， 加入少量的 (NH4) 2Fe(SO4)2晶体 一试管加3ml6mol/lNaOH溶液煮沸，冷却， 将NaOH 溶液用吸管加入到 (NH4) 2Fe(SO4)2 溶液底部 （此沉淀留到后面做Fe( Ⅲ )氧化性） 实验现象 黄色溶液 产生白色絮 状沉淀后 变为灰绿， 变成红褐色 解释或反应式 2Fe2++Cl 2=2Fe3+ +2Cl - Fe2++2OH ˉ=Fe(OH) 2↓ 4Fe(OH) 2+O 2+2H 2O=4Fe(OH) 3↓在 CoCl 2溶液中加入 Cl 2水无明显现象Co( Ⅱ )在酸性或中性环境中稳定CoCl 2溶液中加入—— 产生粉红色 Co2++2OH -=Co(OH) 2↓ Co( Ⅱ )的氢氧沉淀 NaOH 溶液，产生 化物沉淀慢慢变 的沉淀分两份一份置于空气中4Co(OH) 2+O 2+2H 2O=4Co(OH) 3↓ 棕黑 (此沉淀留到后面 做 Co( Ⅲ )氧化性 )一份加入 Cl 2水迅速变棕黑 - 2Co(OH) 2+Cl 2+2OH =2Co(OH) 3↓+ 在 NiSO 4溶液中加入 Cl 2水无明显现象Ni ( Ⅱ )在酸性或中性环境中稳定 Ni ( Ⅱ )的氢氧 NiSO 4溶液加入 —— 产生绿色沉 Ni 2++2OH -=Ni(OH) 2↓NaOH 溶液，产生淀 化物 沉淀分两份一份空气中放置无明显现象Ni(OH) 2几乎不会被空气氧化 (此沉淀留到后面 一份加 Cl 2水沉淀变棕色2Ni(OH) 2+ 做 Ni ( Ⅲ )氧化性 )Cl 2+2OH - =2Ni(OH) 3↓+2Cl -结论 Fe( Ⅱ )、 Co( Ⅱ )、 Ni ( Ⅱ )的氢氧化物都有还原性，其还原能力依Fe( Ⅱ )、 Co( Ⅱ )、 Ni ( Ⅱ )的顺 序减弱。 2、Fe(Ⅲ )、 Co(Ⅲ )、Ni( Ⅲ )的氢氧化物的生成和性质 项目实验步骤实验现象解释和 /或反应式 Fe( Ⅲ )的氢氧 沉淀 +浓 HCl无明显现象Fe(OH) 3+3H +=Fe 3++3H 2O FeCl 3溶液中加入 KI 溶液，并加入2Fe3++2I ˉ=2Fe2++I 2化物CCl 4层显紫色 CCl 4溶液碘单质溶于 CCl 4显紫色
实验八、铬、锰、铁、钴、镍 Chromium, Manganese, Iron, Cobalt,Nickel 实验学时：3 实验类型：验证性 实验所属实验课程名称：大学基础化学实验-1 实验指导书名称：无机化学实验讲义 相关理论课程名称：大学基础化学-1 撰稿人：谢亚勃日期：2004.11.8 一、目的与任务： 本实验属验证性实验，是过渡元素教学过程中的一部分，对本科生进行这部分的理解和探索能力的培养方面有重要的作用。本实验将一部分课堂教学外的知识，放在实验课堂上进行研究。使学生在获得课堂知识的基础上，进一步探索元素及化合物的其它重要性质和反应，巩固和加深理解课堂上所学基本理论和基本知识；使学生受到观察实验现象，研究实验问题，总结实验结果及基本技能的训
练，培养学生具有观察问题和分析问题的能力、严谨的科学态度、实事求是的作风、勇于创新的精神。 二、内容、要求与安排方式： 1、实验项目内容通过过渡元素性质的验证，对混合液设计分离鉴定方案，并通过实验对实验元素的性质进行总结。 2、实验要求要求通过实验加深对重要过渡元素和其化合物性质的理解，掌握定性分析的原理和方法，掌握过渡元素和化合物性质的重要递变规律。 3、为了使实验达到教学目标，对学生的要求如下： （1）实验前要完成预习报告在阅读实验教材和参考资料的基础上，明确实验的目的和要求，弄清实验原理和方法，了解实验中的注意事项。预习报告简明扼要，切忌抄书，字迹清晰，实验方案思路清晰。 （2）实验过程要求认真按照实验内容和操作规程进行实验。如发现实验现象与理论不符，应独立思考，认真分
析查找原因，直到得出正确的结论。认真观察实验现象，记录实验数据。严格遵守实验室规则，爱护仪器设备，注意安全操作。 （3）实验记录要求在细心观察实验现象的基础上，将实验现象和数据记录预习报告上，不允许随手记在纸片或手上。 （4）实验报告要求实验报告是实验的总结，一般包括实验名称、实验目的、实验原理、实验现象、实验现象解释和讨论等几部分。 4、实验安排方式：本实验要求每一个学生独立完成，即1人/组。 三、场地与设备： 1、实验室名称：环化楼无机化学实验室，环化楼1407，使用面积100平方米 2、所用设备：pHS-3c酸度仪9台 3、消耗性器材：玻璃器
镍在不锈钢中的主要作用 镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。 在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。
400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。 300系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料，一种无磁性不锈钢材料，比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。由于300系列不锈钢的奥氏体结构，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影响。 不锈钢是20世纪重要发明之一，经过近百年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。在特殊钢体系中不锈钢性能独特，应用围广，起其它特殊钢无法代替的作用,而不锈钢几乎可以涵盖其它任何一类特殊钢。 1 奥氏钢的演变 在发达国家，每年消耗的不锈钢中约有70%是奥氏体不锈钢，尽管我国消费水平不高，奥氏体不锈钢的消耗量也达到总消耗量的65%左右。所以看不锈钢牌号发展动向首先要看奥氏体不锈钢的动向。 早期的研究者已发现碳是造成奥氏体不锈钢晶界腐蚀损坏的主要原因，限于当时的冶金设备水平，很难将碳控制到0.03%以下，
镍钛合金在医学上的应用 材料科学与工程学院 08级热处理1班 单珺 080102010005
一、镍钛合金的发展历史可分为3 个阶段: 1、1963 年～1986 年, 开展了初步的基础研究, 包括相变行为、晶体结构、显微组织、力学性能和冶炼加工制备技术等。20 世纪70 年代初, 美国Raychem 公司成功研制了NiTiFe 航空用液压管路接头和紧固件, 并应用于F14 战斗机中, 成为镍钛合金第一个成功的工业应用实例。、 2、1987 年～1994 年, 深入细致地研究了基础理论, 包括马氏体的三变体自协作形状恢复机制、线性超弹性和非线性超弹性的影响因素等 , 这个阶段是镍钛合金工程的鼎盛时期。 3、1995 年至今, 一些新的镍钛合金加工技术和基础理论问题不断出现, 如镍钛合金的表面改性技术、激光加工技术和脉动疲劳寿命测试等。 二、NiTi合金形状记忆效应的原理和特性 所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有“记忆”本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm2的合金棒，相变时产生850Okg的力。 记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。 形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。 在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。这种切变不但对记忆效应和超弹性起了重要作用，而且也使其耐疲劳性能优于一般金属材料。 具有记忆效应的合金已发现20余种，实用化潜力大的有镍基、铜基及铁基形状记忆合金。NliTi合金为近等原子比的NiTi金属间化合物。国产的医用NiTi合金，Mi含量为50-53%。相变温度可依临床而行相应的工艺处理;同时亦适当改变它的弹性模量。 三、镍钛合金的相变与性能 镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达107次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。 顾名思义，镍钛合金是由镍和钛组成二元合金，由于受到温度和机械压力的改变而存在两种不同的晶体结构相，即奥氏体相和马氏体相。镍钛合金冷却时的相变顺序为母相（奥氏体相）-R相-马氏体相。 R相是菱方形，奥氏体是温度较高（大于同样地:即奥氏体开始的温度）的时候，或者去处载荷（外力去除）时的状态，立方体，坚硬。形状比较稳定。而马氏
常用的电热材料是有镍铬合金和铁铬合金，用来制造各种电阻加热设备中的发热元件。对电热材料的要求是电阻系数高，加工性好，且在高温时具有足够的力学强度和良好的抗氧化性能。 （5）电触头材料 常用的触头（触点）材料见表4——6.强电用的触头和弱电用的触头性能和要求不同，选用的材料也各不相同。触头材料在电气开关中，承担电路的接通、载流、分段和隔离的作用，因此要求它的接触电阻小、操作安全可靠和使用寿命长等。 三、磁性材料 常用磁性材料就是指铁磁性物质，一般分为软磁材料、硬磁材料和钜磁材料三类。 1.软磁性材料的主要特点就是磁导率高、剩磁小、矫顽力小、磁滞现象不严重，是一种既 容易磁化也容易去磁的材料，磁滞损耗小。常用的软磁性材料品种有电工纯铁、硅钢片、贴镍合金、铁铝合金、软磁铁氧体等。 电工纯铁一般用于直流磁场中；硅钢片是电力和电信等工业的基础材料，用量占磁性材料90%以上。硅钢片主要用于工频交流电磁器中，如变压器、电动机、开关盒和继电器等的铁心，近年来冷轧硅钢片有取代热轧硅钢片的趋势，冷轧无取向硅钢片主要用于小型叠片铁心，冷轧取向硅钢片主要用作电力变压器和大型发电机的铁心。贴镍合金用于较高的频率、弱磁场或要求磁导率特别高的铁心材料，常用于制作海底电缆、电视、精密仪器用的各类特种变压器及精密仪表的磁元件等一类小功率的磁性元件。铁铝合金常用来制作在弱磁场中工作的音频变压器、脉冲变压器、灵敏继电器、磁放大器和电动机的磁屏蔽等。软磁铁氧体是目前用途广、品种多、数量大、产值高的一种铁氧体，最常用的铁氧体软材料有孟锌铁氧体和镍锌铁氧体。 软磁材料一般都是在交变磁场中使用，选用时主要考虑材料的磁性能及价格等因素。再强磁场下，最常用的软磁材料是硅钢片；在弱磁场下常选用各种铁镍合金、1J16铁铝合金及冷轧单取向硅钢薄带。在高频下一般选用铁氧体软磁材料。 2.硬磁材料 硬磁材料的主要特点是剩磁、矫顽力都很大；但磁化后不易消磁，适合制造永久磁铁。 铝镍合金是目前我国电动机、电气设备工业中应用比较多的硬磁材料，主要用于电动机、微电机、磁电系仪表等。铁氧体硬磁材料主要用于电气元件中的拾音器、扬声器、电话机等的磁心，以及为电动机，微波元件、磁疗片等。 稀土钻硬磁材料主要为超大型高频元件中的电子聚焦装置提供磁场。另外，它还应用在微电机、磁性轴承、电子手表等方面。 塑性变形硬磁材料通常用于里程表、罗盘仪、计量仪表、微电机、继电器等。 3. 钜磁材料
口腔材料钴铬合金的作用 由于口腔材料镍铬烤瓷牙风波在人们心中留下了阴影，所以很多人都转而将目光投向另一种“贱金属”烤瓷牙，钴铬合金烤瓷牙。那么这种钴铬合金的烤瓷牙有什么特点呢？它对人体是不是有害呢？ 口腔材料钴铬合金的烤瓷牙其实是另一种贱金属烤瓷牙。我们知道，构成镍铬合金烤瓷牙金属支架的主要成分为镍77.95%、铬12.60%，由于镍金属相对于别的金属来说活性较高，存在金属的游离释放，产生牙龈的游离黑线，和轻微的毒性反应，钴铬合金则由性质较稳定的钴金属替代了镍金属，相比较而言，金属性质稳定的多，对人的不良刺激小一些。牙龈黑线出现的几率小一些。 口腔材料钴铬生物合金烤瓷牙的特点: 1. 口腔材料钴铬合金中钴为主要元素，抗腐蚀性极强,且具有很高的强度以及硬度,从而增加钢托的使用寿命; 不含贵金属的合金的腐蚀表现同贵金属合金的有根本不同。 2、保护牙体硬组织和牙髓。钴铬合金烤瓷牙有良好的边缘封闭效果。因为需做烤瓷牙的牙齿往往是变色龋坏多的牙齿，烤瓷冠制作完成后，整个真牙就被它围在中间，咀嚼时的力量作用在牙冠上，不会折裂或崩溃，而粘结瓷牙冠的粘结剂及瓷层，有良好的绝缘性，防止了外界刺激对牙髓的伤害。倘若边缘封闭不好，烤瓷冠和真牙之间不够密合，那么食物中的残渣就会渗入其中，细菌也会在里面繁殖，从而出现“根基”不牢而被迫拔牙的结果。 3、经济又能耐用，口感好，适应快，固位好，易于清洁。 4、可以搭配各种牙齿，恢复其美观及良好的咬合功能，使患者有更多的选择。 不过，口腔材料钴铬合金烤瓷牙它始终是一种廉价的材料，对人的不良刺激只是相对于普通的镍铬合金小一些，并不是可以完全防止不良刺激和牙龈黑线，还不是最理想的修复材料，在一些发达国家，人们大多是选择贵金属或全瓷（无金属内冠）的烤瓷牙，而在中国，由于消费能力的限制，非贵金属仍然有不小的市场。
实验六铁、钴、镍的性质 一、实验目的 1、试验并掌握铁、钴、镍氢氧化物的生成和氧化还原性质； 2、试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及在离子鉴定中的作用。 二、实验原理 铁、钴、镍常见氧化值：＋2和＋3 另外 Fe还有+6 1、Fe2+、Co2+、Ni2+的还原性 （1）酸性介质 + 2Fe2+（浅绿）＝2Fe3+（浅黄）+2Cl- Cl 2 （2）碱性介质 铁（II）、钴（II）、镍（II）的盐溶液中加入碱，均能得到相应的氢氧化物。Fe(OH) 易被空气中的氧气氧化，往往得不到白色的氢氧化亚铁，而是变成灰绿色，2 也能被空气中的氧气慢慢氧化。 最后成为红棕色的氢氧化铁。Co（OH） 2 2、Fe3+、Co3+、Ni3+的氧化性 由于Co3+和Ni3+都具有强氧化性，Co(OH) ，NiO(OH)与浓盐酸反应分别生成Co(II) 3 和Ni(II)，并放出氯气。CoO(OH)和NiO(OH）通常由Co（II）和Ni(II)的盐在碱性
条件下用强氧化剂（Cl 2、Br 2 ）氧化得到。 Fe3+易发生水解反应。Fe3+具有一定的氧化性，能与强还原剂反应生成Fe2+。 3、配合物的生成和Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+的鉴定方法 （1）氨配合物 Fe2+和Fe3+难以形成稳定的氨配合物。在水溶液中加入氨时形成Fe(OH) 2和Fe(OH) 3 沉淀。将过量的氨水加入Co2+或Ni2+离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子 [Co(NH 3) 6 ]2+或[Ni(NH 3 ) 6 ]2+。不过[Co(NH 3 ) 6 ]2+不稳定，易氧化成[Co(NH 3 ) 6 ]3+。 （2）氰配合物 Fe3+，Co3+，Fe2+，Co2+，Ni2+都能与CN-形成配合物。使亚铁盐与KCN溶液作用得Fe(CN) 2沉淀，KCN过量时沉淀溶解。 FeSO 4+2KCN＝Fe(CN) 2 +K 2 SO 4 Fe(CN) 2+4KCN＝K 4 [Fe(CN) 6 ] 从溶液中析出来的黄色晶体是K 4[Fe(CN) 6 ]·3H 2 O，叫六氰合铁(II)酸钾或亚铁 氰化钾，俗称黄血盐。在黄血盐溶液中通入氯气(或用其它氧化剂)，把Fe（II）氧 化成Fe（III），就得到六氰合铁(III)酸钾(或铁氰化钾) K 3[Fe(CN) 6 ]。 2 K 4[Fe(CN) 6 ]+C1 2 ＝2 K 3 [Fe(CN) 6 ]+2KCl 它的晶体为深红色，俗称赤血盐。赤血盐在碱性溶液中有氧化作用。