无机化学知识导图

无机化学考点！下图总结了铁系和铂系部分元素的知识，铁系元素包括铁、钴、镍三种元素，铂族元素矿物属自然铂亚族，包括铱、铑、钯、铂的自然元素矿物，有需要的同学点赞收藏哦！

铁系元素和铂系元素

• 铁系元素
  • 概述
    • 电势图
      • 酸中：Fe(II),Co(II)、Ni(II)较稳定。
      • 碱中：Fe(OH)3、Co(OH)2、Ni(OH)2较稳定
    • 存在
      • 铁 Fe
        • 赤铁矿 Fe2O3(最重要）
        • 磁铁矿 Fe3O4
        • 褐铁矿 2Fe2O3·3H2O
        • 菱铁矿 FeCO3
        • 黄铁矿 FeS2
          • 黄铁矿含硫量高，不适合炼铁，是制造H2SO4的原料
      • 钴 Co
        • 砷钴矿 CoAS2
        • 辉钴矿 CoAsS
        • 硫钴矿 CO3S4
        • 钴华 3CoO·As2O5·8H2O
      • 镍Ni
        • 硅镁镍矿（Ni,Mg)6Si4O10(OH)8
        • 镍黄铁矿（Ni, Fe) 9S8
        • 红砷镍矿 NiAs
    • 铁系元素都是生命必需元素
      • ★铁在人体中的含量为4. 2~6. 1g,多分布在红血球和血红蛋白分子中。
      • ★钴在人体内的含量只有1~2mg,集中在肝脏里，以B12及其衍生物形式存在。
      • ★镍主要存在于人血清中
  • 氧化物和氢氧化物
    • 氧化物
      • 性质
        • 碱性氧化物，难溶于水、碱，易溶酸
      • Fe2O3
        • 铁红，赤铁矿的主要成分．用做红色颜料，难溶于水，两性偏碱
        • Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
        • Fe2O3+Na2CO3(熔融）＝2NaFeO2+CO2↑
      • Co2O3
        • 暗褐色，强氧化剂，未得纯态
        • Co2O3+6HCI=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
      • Fe3O4
        • 磁性氧化铁 FeO.Fe2O3或FeⅢ [FeⅡFeⅢO4]
        • 3Fe+4H2O (g) =Fe3O4+4H2 (g)
        • 3Fe+2O2(空气或氧气）燃烧Fe3O4
      • Co3O4
        • CoCO3(CoC204等）
          • 空气中加热Co304
          • 隔绝空气CoO
      • NiO2·nH2O:黑色，不稳定
    • M (OH) 2
      • 溶解性
        • Fe(OH)2+4OH-(浓碱）＝［Fe(OH)6]4-
        • Co(OH)2+2OH-(浓碱）＝［Co(OH)4]2-
        • Co(OH)2+6NH3=[Co(NH3)6](OH)2 土黄
        • Ni (OH) 2+6NH3= [Ni (NH3) 6] (OH)2蓝紫
        • M (OH) 2+H+=M2++2H2O
      • 还原性
        • Fe (OH)2空气,快Fe (OH) 3
          • 白→灰绿→红棕
        • 4Fe (OH) 2+O2+2H2O=4Fe (OH) з
        • Co(OH)2 空气,慢Co (OH) 3
        • 4Co (OH) 2+O2+2H2O=4Co (OH) 3
        • Ni (OH) 2+O2+H2O≠
        • M (OH) 2+Cl2 (Br2、H2O2、NaOCI) →M (OH) з
    • M (OH) 3
      • Fe(OH)3(新）＋3OH-(热、浓）＝［Fe(OH)6]3-
      • Fe (OH) 3+3HCI=FeCl3+3H2O
      • 2Co (OH) 3+6HCI=2CoCl2+CI2↑+4H2O
      • 2Ni (OH) 3+6HCI=2NiCl2+Cl2↑+4H2O
      • 2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH(浓）＝2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
        • （高铁酸钠：紫红）
  • M(II)盐
    • FeSO4白色 FeSO4·7H2O 绿矾
      • 强热分解
        • 2FeSO4=Fe2O3+SO2↑+SO3↑
      • 微弱水解
        • Fe2++H2O-----Fe (OH) ++H+
      • 易被氧化
        • 4FeSO4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO4↓
          • 黄色或铁锈色
      • 用途
        • 定量分析中，标定MnO4,Cr2O72-等
        • 制蓝黑墨水：FeSO4+鞣酸→鞣酸亚铁→鞣酸铁（黑）
        • 鉴定NO2-或NO3-
          • FeSO4+NO=Fe(NO)SO4(棕色环）
    • CoCl2
      • 硅胶干燥剂的干湿指示剂
  • M(Ⅲ)盐
    • Fe3+较稳定，ψθ(Fe3+/Fe2+)=0. 77V
    • Co3+不稳定，只能以固态形式存在．ψθ(Co3+/Co2+)=1. 84V
    • Ni3+极不稳定，仅制得NiF3, 25℃即分解．
    • FeCl3:无水盐为棕褐色，共价化合物，易升华，易溶于水及有机溶剂，蒸气为双聚体．
    • Fe(H2O)63+
      • ［Fe (H2O) 6] 3++H20 =[Fe (OH) (H20)5]2++H30+ 或Fe3++H20=Fe(OH)2++H+ K1=10-3. 05
      • Fe (OH) (H20)5]2++H20=[Fe(OH)2(H20)4]++H30+ 或Fe(OH)2++H20=Fe(OH)2++H+ K2=10-6. 31
      • 缩合：2[Fe(H20)6]3+K[Fe2(H20)4(OH)2(H20)4]4++2H+ K=10-2. 91
        • 加酸抑制水解，加热 或加碱促进水解
      • 水合铁离子双聚体结构 ［Fe2 (OH) 2 (H2O) 8] 4+
      • 酸液中Fe3+为中强氧化剂
        • 2Fe3++Cu→Cu2++2Fe2+
        • 2Fe3++Fe→3Fe2+
        • 2Fe3++Sn2+→Sn4++2Fe2+
        • 2Fe3++H2S→2Fe2++S+2H+
      • 用途
        • 做净水剂，止血迹，有机合成催化剂，印刷电路板的腐蚀剂
  • 铁（VI)的化合物
    • ΨAθ (FeO42-/Fe3+) =2. 02V
    • ΨBθ [FeO42-/Fe (OH) 3] =0. 72V
    • 2Fe(OH)3+3Cl2+10OH-(浓）＝2FeO42-+6CI-+8H2O
    • Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O
    • FeO42-+Ba2+=BaFeO4↓(红棕）类同BaSO4
  • 几个重要水合盐晶体
    • 镍盐
      • 绿色
        • NiSO4·7H2O
        • NiCl2·6H2O
    • 钴盐
      • 粉红
        • CoSO4·7H2O
        • CoCl2·6H2O
  • 配合物
    • 氨配合物
      • Fe2++NH3·H2O→Fe(OH)2↓(白）
      • Fe3++NH3·H2O→Fe(OH)3↓(红棕）
      • CoCI2+NH3·H20→Co(OH)CI↓(蓝）~NH3H2O~ ［Co(NH3)6]2+(土黄）~O2~[Co(NH3)6]3+(红褐）
      • 4 [Co (NH3) 6] 2++O2+2H2O=4 [Co (NH3) 6] 3++40H-
      • NiSO4+NH3·H2O→Ni2 (OH) 2SO4↓→ [Ni (NH3) 6] 2+
    • 氰配合物
      • Fe2+~KCN ~Fe(CN)2↓(白）+KCN~K4[Fe(CN)6](黄血盐）+CI2~K3[Fe(CN)6](赤血盐）
      • ［鉴定Fe3+]
        • K4[Fe(CN)6]+Fe3+→KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色）普鲁士蓝
      • ［鉴定Fe2+］
        • K3[Fe(CN)6]+Fe2+→KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色）藤士蓝
      • Co2++KCN→Co(CN)2↓(红）+KCN→K4[Co(CN)6](紫色）加热→K3[Co(CN)6](黄色）
      • 2K4 [Co (CN) 6] +2H2O=2K3 [Co (CN) 6] +2KOH+H2↑
      • Co3+: 3d6
        • ［Co(NH3)6]3+、［Co(CN)6]3+、［Co(H2O)6]3+均低自旋（dz6),CoF63-高自旋
      • Ni2++4CN-→Ni(CN)42-(橙黄），稳定
    • 硫氰配合物
      • Fe2++2SCN-=Fe(SCN)2(无色，不稳定）
      • Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n(血红色），鉴定Fe3+
      • Co2++4SCN-=Co(SCN)42-(丙酮中蓝色，水中不稳定）
      • Ni2+的SCN-配合物不稳定
    • 羰基配合物
      • Fe (CO) 5, Ni (CO) 4, Co2 (CO) 8, HCo (CO) 4
      • Fe (CO) 5
        • 淡黄液体，三角双锥，dsp3杂化羰基配合物有毒
    • 二茂铁［（C5H5)2Fe]
      • FeCl2+2C2H5MgBr→ (C5H5) 2Fe
      • 环戊二烯基铁（二茂铁），橙黄
    • 其它配合物及离子鉴定
      • Fe3+
        • FeF63-(无色，稳定），用于掩蔽Fe3+
        • ［Fe(C2O4)3]3-(草绿色，稳定）
      • Fe2+
        • Fe2++邻菲罗啉→橘红色（Fe2+的鉴定）
        • 血红素是Fe2+的螯合物
      • Co2+
        • Na3[Co(NO2)6]+K+→K2Na[Co(NO2)6] ↓亮黄（鉴定K+离子）
        • 鉴定
          • Co2++SCN-→Co(SCN)42-(蓝色）
          • 维生素B12是Co3+的螯合物
      • Ni2+
        • 鉴定：Ni2++丁二酮肟→鲜红沉淀
• 过渡金属元素的小结
  • 原子的价电子层构型
    • （n-1)d1-10ns1-2
  • 原子半径和电离能
    • 原子半径变化示意图
    • d区元素的第一电离能
  • 物理性质
    • 熔点、沸点高熔点最高的单质：钨（W)
    • 硬度大硬度最大的金属：铬（Cr)
    • 密度大密度最大的单质：锇（Os)
    • 导电性，导热性，延展性好
  • 多种氧化态 红色为常见的氧化态
  • 形成多种配合物
  • 离子呈现多种颜色
• 铂系元素
  • 概述
  • 铂系元素单质
    • Os:p≈22. 57g·cm3,密度最大的金属，颜色发蓝 Pd吸收H2的能力特别强，常温溶解H2体积1:700
  • 铂系元素的简单化合物
    • 含氧化合物
      • RuO2, RuO4, Rh2O3, RhO2, PdO, OsO2, OsO4, IrO2, PtO2
      • Ru+3Na2O2-共熔→Na2RuO4+2Na2O
      • 3Na2RuO4+NaClO3+6H+=3RuO4+NaCl+6Na++3H2O
      • 2RuO4+16HCl=2RuCl3+5Cl2↑+8H2O
    • 卤化物
      • PdCl2
      • 定性检验CO的存在：PdCl2+H2O+CO=Pdl(黑色）＋CO2+2HCI
  • 铂系元素的配位化合物
    • 氯铂酸及其盐
      • 氯铂酸
        • H2 [PtCl6]
      • M2[PtCl6](M=Na+、K+、NH4+、Rb+、Cs+等），难溶于水的黄色晶体。
    • 蔡斯盐－金属有机配合物
      • K[PtCl3(C2H4)]·H2O-柠檬黄色晶体
      • 1825年，第一个不饱和烃与金属的配合物，1951年，合成了二茂铁。
• 9种元素按元素性质分为两个系
  • Fe Co Ni
    • 铁系元素，对碱稳定
  • Ru Rh Pd Os Ir Pt
    • 铂系元素，它与Ag、Au合称贵金属，对酸稳定
• 总趋势： 同周期 左→右 小→大 从左至右活泼性降低 同副族 不规律 从上到下活泼性降低