实验十七 硫酸亚铁铵的制备

实验十七　 硫酸亚铁铵的制备

———设计实验

一、教学目的

1．掌握实验有关原理及数据设计并制备复盐硫酸亚铁铵；

2．进一步掌握水浴加热、溶解、过滤、蒸发、结晶等基本操作；

3．了解检验产品中杂质含量的一种方法——目视比色法。

二、实验原理

硫酸亚铁铵又称摩尔盐，是浅蓝绿色单斜晶体，它能溶于水，但难溶于乙醇。在空气中它不易被氧化，比硫酸亚铁稳定，所以在化学分析中可作为基准物质，用来直接配制标准溶液或标定未知溶液浓度。

由硫酸铵、硫酸亚铁和硫酸亚铁铵在水中的溶解度数据（见课本234页）可知，在一定温度范围内，硫酸亚铁铵的溶解度比组成它的每一组分的溶解度都小。因此，很容易从浓的硫酸亚铁和硫酸铵混合溶液中制得结晶状硫酸亚铁铵FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O。在制备过程中，为了使Fe²⁺不被氧化和水解，溶液需保持足够的酸度。

本实验是先将金属铁屑溶于稀硫酸制得硫酸亚铁溶液：

Fe + H₂SO₄ === FeSO₄ + H₂↑

然后加入等物质的量的硫酸铵制得混合溶液，加热浓缩，冷却室温，便析出硫酸亚铁铵复盐。

FeSO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6H₂O === FeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O

目视比色法是确定杂质含量的一种常用方法，在确定杂质含量后便能定出产品的级别。将产品配成溶液，与各标准溶液进行比色，如果产品溶液的颜色比某一标准溶液的颜色浅，就可确定杂质含量低于该标准溶液中的含量，即低于某一规定的限度，所以这种方法又称这限量分析。本实验仅做摩尔盐中Fe³⁺的限量分析。

三、实验用品

仪器：量筒、烧杯、蒸发皿、布氏漏斗、吸滤瓶、酒精灯、台秤、烘箱、水浴锅

固体药品：铁屑、硫酸铵

液体药品：稀硫酸（3mol/L）、Na₂CO₃(2mol/L)、HCl（2.0mol/L）、KSCN(1.0mol/L)

材料：滤纸、pH试纸

四、实验内容

1．铁屑的净化

称取4克铁屑放在250mL的烧杯中，加入2mol/L的Na₂CO₃溶液15mL，加热约10分钟后，用倾析法除去碱液，用水冲洗铁屑。

2．硫酸亚铁的制备

往盛有处理过的铁屑中加入30mL 3mol/LH₂SO₄，水浴加热，温度控制在70~80℃之间，使铁屑与硫酸反应不再有气泡产生为止（注意在反应过程中要适当补加水，以补充蒸发掉的水份）。趁热过滤，残渣用水洗涤，并用滤纸吸干称重，根据已反应的铁屑，计算出生成的硫酸亚铁的物质的量，滤液转移到蒸发皿中，备用。

3．硫酸亚铁铵的制备

根据实验步骤2计算出FeSO₄的物质的量，按FeSO₄：(NH₄)₂SO₄ = 1：1（物质的量之比）的比例，往硫酸亚铁溶液中加入硫酸铵固体，加热使之溶解（注意保持溶液的pH值在1~2之间），溶解后，蒸发浓缩至表面出现晶膜为止，冷却、结晶、抽滤，用少量乙醇洗涤晶体（目的除去晶体表面的水份）。称量，计算产率。

4．产品纯度检验

称取1克摩尔盐试样，加入2mL 2.0mol/LHCl溶液和0.50mL 1.0mol/LKSCN溶液，用去离子水稀释至25mL，摇匀，与Fe³⁺标准溶液比色，确定产品的级别。

五、实验指导

1．实验前，指导学生根据实验原理查阅有关资料，设计出制备复盐硫酸亚铁铵的方法。根据设计出的实验方法指导学生列出实验仪器、药品、材料；

2．实验中进一步指导水浴加热、减压过滤、蒸发、结晶等基本操作。同时注意指导学生在铁屑净化、硫酸亚铁的制备及硫酸亚铁铵复盐制备时，加热过程中应注意的事项；

3．实验中通过指导使学生掌握目视比色法确定某一物质含量的方法。

实验十八　  碱式碳酸铜的制备

——设计实验

一、教学目的

1．让学生通过碱式碳酸铜制备条件的探求和生成物颜色、状态的分析，研究反应物的合理配料比并确定制备反应合适的温度条件，

2．培养学生独立设计实验的能力。

二、实验原理

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O === Cu₂(OH)₂CO₃↓+ CO₂↑+ 2Na₂SO₄

碱式碳酸铜为天然孔雀石的主要成分，呈暗绿色或淡蓝绿色，加热至200℃即分解，在水中的溶解度很小，新制备的试样在沸水中很易分解。

三、实验内容

1．反应物溶液配制

配制0.5mol/L的CuSO₄溶液和0.5mol/L Na₂CO₃溶液各100mL。

2．制备反应条件的探求

（1）CuSO₄ 和Na₂CO₃溶液的合适配比

*体积单位： mL

以表中体积数取反应液，分别盛在八支试管中，并置于75℃的恒温水浴锅内。几分钟后，分别将CuSO₄溶液倒入Na₂CO₃溶液中，振荡试管，比较各试管中沉淀的速度、沉淀的数量及颜色，从中寻找出最佳合适配比。

（2）反应温度的探求

三支试管各加入2.0mL CuSO₄溶液，另外三支试管各加入上述实验中得到的最佳用量的Na₂CO₃溶液。三对试管分别置于室温、50℃、100℃恒温水浴锅内，几分钟后将CuSO₄溶液倒入Na₂CO₃溶液，振荡，观察现象，确定制备反应的最佳温度。

3．碱式碳酸铜制备

取60mLCuSO₄溶液，根据上述实验得出的反应物合适比和合适温度，同上述操作进行反应，沉淀完全后，少量蒸馏水洗涤沉淀几次，直至沉淀不含SO₄^2-为止，滤纸吸干，100℃下烘干，冷却，称重，计算产率。

四、实验指导

1．实验前指导学生查阅有关碱式碳酸铜的资料，什么样的铜盐适合制备碱式碳酸铜？

2．在实验中指导硫酸铜、碳酸钠溶液的配制；

3．实验中所给的硫酸铜与碳酸钠的四种配比，有两种配比得到的沉淀颜色、沉淀量差别不很明显，比较难确定，因此，教师在此注意指点；

4．硫酸铜溶液倒入碳酸钠溶液后，指导学生注意振荡；

5．在实验中引导学生思考，为什么是将硫酸铜溶液倒入碳酸钠溶液中而不是碳酸钠溶液倒入硫酸铜溶液？如果按后者操作结果如何？在实验中可以让学生带着问题去试验。

6．反应温度对制备碱式碳酸铜有一定的影响，在100℃时得到的碱式碳酸铜会观察有少量褐色沉淀，指导学生分析是何种物质？

7．本实验只考虑反应物的配比和反应温度对实验结果有影响，实验后指导学生考虑反应物的种类和反应的时间对实验结果会有何影响？怎样检验碱式碳酸铜的质量？

实验二十一  ds区金属（铜、银、锌、镉、汞）

一、实验目的

1、了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物或氢氧化物的酸碱性、硫化物的溶解性。

2、掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件。

3、试验并熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力，以及Hg₂²⁺和Hg²⁺的转化。

二、实验用品

仪器：试管、烧杯、离心机、离心试管

固体药品：碘化钾、铜屑

液体药品：HCl(2mol/L、浓)、H₂SO₄(2mol/L)、HNO₃(2mol/L、浓)、NaOH(2mol/L、6mol/L、40%)、氨水(2mol/L、浓)、CuSO₄(0.2mol/L)、ZnSO₄(0.2mol/L)、CdSO₄(0.2mol/L)、CuCl₂(0.5mol/L)、Hg(NO₃)₂(0.2mol/L)、SnCl₂(0.2mol/L)、AgNO₃(0.1mol/L)、Na₂S(0.1mol/L)、KI(0.2mol/L)、KSCN(0.1mol/L)、Na₂S₂O₃(0.5mol/L)、NaCl(0.2mol/L)、金属汞、葡萄糖溶液（10%）

材料：pH试纸、玻璃棒

三、实验内容

（一）铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的生成和性质

1、铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质

在分别装有0.5mL0.2mol/L CuSO₄、ZnSO₄、CdSO₄溶液的三支试管中滴加新配制的2mol/L NaOH溶液，观察溶液颜色及状态。

将各沉淀分成两份：分别加入2mol/L H₂SO₄和2mol/L NaOH，观察现象。

CuSO₄ + 2NaOH === Cu(OH)₂↓(蓝) + Na₂SO₄

ZnSO₄ + 2NaOH === Zn(OH)₂↓(白) + Na₂SO₄

CdSO₄ + 2NaOH === Cd(OH)₂↓(白) + Na₂SO₄

Cu(OH)₂ + H₂SO₄ === CuSO₄ + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2NaOH === Na₂[Cu(OH)₄]

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ === ZnSO₄ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2NaOH === Na₂[Zn(OH)₄]

Cd(OH)₂ + H₂SO₄ === CdSO₄ + 2H₂O

Cd(OH)₂酸性特别弱，不易溶于强碱中，只缓慢溶于热、浓的强碱中。

2、银、汞氧化物的生成和性质

（1）氧化银的生成和性质

AgNO₃(0.5mL0.1mol/L)→加入NaOH(2mol/L新配制)→观察沉淀的颜色和状态→离心分离→沉淀分成两份→一份加氨水(2mol/L)，另一份加HNO₃(2mol/L)→观察现象

AgNO₃ + NaOH === AgOH + NaNO₃

2AgOH === Ag₂O↓(棕) + H₂O

Ag₂O + 2HNO₃ === AgNO₃ + 2H₂O

Ag₂O + 4NH₃ + H₂O === 2Ag(NH₃)₂⁺ + 2OH^—

（2）氧化汞的生成和性质

Hg(NO₃)₂(0.5mL0.2mol/L)→滴入NaOH(2mol/L新配制)→观察沉淀的颜色和状态→离心分离→沉淀分成两份→一份加NaOH (40%)，另一份加HNO₃(2mol/L)→观察现象

Hg(NO₃)₂ + 2NaOH === HgO↓(黄) + 2NaNO₃  + H₂O

HgO + 2HNO₃ === Hg(NO₃)₂ + 2H₂O

HgO + NaOH → 不溶

（二）锌、镉、汞硫化物的生成和性质

往三支分别盛有0.5mL0.2mol/L ZnSO₄、CdSO₄、Hg(NO₃)₂溶液的离心试管中滴加Na₂S(0.1mol/L)，观察沉淀的生成和颜色。

将沉淀离心分离、洗涤，然后将各沉淀分成三份：一份加入HCl(2mol/L)，另一份加浓盐酸，第三份加王水，分别水浴加热，观察沉淀溶解情况。

ZnSO₄ + Na₂S === ZnS↓(白) + Na₂SO₄

CdSO₄ + Na₂S === CdS↓(黄) + Na₂SO₄

Hg(NO₃)₂ + Na₂S === HgS↓(黑) + 2NaNO₃

ZnS + 2HCl === ZnCl₂ + H₂S    ZnS能溶于0.1mol/L HCl

CdS + 2HCl === CdCl₂ + H₂S    CdS不溶于稀酸，但能溶于浓酸中

3HgS + 12HCl + 2HNO₃ === 3H₂[HgCl₄] + 3S↓+ 2NO↑+ 4 H₂O

HgS不溶于浓酸，在浓硝酸中也难溶，但它能溶于王水。

（三）铜、银、锌、汞的配合物

1、氨合物

在分别盛有CuSO₄、AgNO₃、ZnSO₄、Hg(NO₃)₂溶液的试管中滴加氨水(2mol/L)。观察沉淀的生成，继续滴加过量氨水，出现何现象？

2CuSO₄ + 2NH₃·H₂O === Cu₂(OH)₂SO₄↓(兰) + (NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄ + 8NH₃ === [Cu(NH₃)₄]SO₄ +  [Cu(NH₃)₄](OH)₂

2AgNO₃ + 2NH₃·H₂O === Ag₂O↓(棕) + 2NH₄NO₃ + H₂O

Ag₂O + 4NH₃ + H₂O === 2[Ag(NH₃)₂](OH)

ZnSO₄ + 2NH₃·H₂O === Zn(OH)₂↓(白) + (NH₄)₂SO₄

Zn(OH)₂ + 4NH₃ === [Zn(NH₃)₄](OH)₂

2Hg(NO₃)₂ + 4NH₃·H₂O === HgO·HgNH₂NO₃↓(白) + 3NH₄NO₃ + 3H₂O

HgO·HgNH₂NO₃ + NH₃·H₂O → Hg(NH₃)₂²⁺ + NO₃^— + H₂O 溶解，但溶解不很好

2、汞配合物的生成

（1）Hg(NO₃)₂ (0.5mL0.2mol/L)→滴加KI(0.2mol/L)→有桔红色沉淀生成→再加少量碘化钾固体→充分振荡→沉淀溶解（注意KI固体不易加太多）溶液为无色→滴加NaOH(40%)和氨水→又出现棕红色沉淀

Hg(NO₃)₂ + 2KI === HgI₂↓(桔红) + 2KNO₃

HgI₂ + 2KI === K₂[HgI₄]

2HgI₄^2— + 4OH^— + NH₄⁺ === HgO·HgNH₂I↓(棕红) + 7I^— + 3H₂O

（2）Hg(NO₃)₂ (0.5mL0.2mol/L)→逐滴加KSCN(0.1mol/L)→白色沉淀生成→继续滴加KSCN溶液→沉淀溶解，溶液为无色→滴加ZnSO₄(0.2mol/L)→又出现白色沉淀

Hg(NO₃)₂ + 2KSCN === Hg(SCN)₂↓(白) + 2KNO₃

Hg(SCN)₂ + 2KSCN === K₂[Hg(SCN)₄]

K₂[Hg(SCN)₄] + ZnSO₄ === Zn[Hg(SCN)₄]↓(白) + K₂SO₄

（四）铜、银、汞的氧化还原性

1、氧化亚铜的生成和性质

CuSO₄(0.5mL0.2mol/L)→滴加过量NaOH(6mol/L) →先有蓝色沉淀后又消失成深蓝色溶液→加葡萄糖溶液（1mL10%）→混匀加热→沉淀产生（由黄→红）→离心分离→洗涤→沉淀分成两份：

沉淀→加H₂SO₄(1mL2mol/L)→静止一会→观察沉淀变化→加热→观察现象

沉淀→加浓氨水(1mL) →振荡→静止一会→观察现象

Cu(OH)₂ + 2NaOH === Na₂[Cu(OH)₄]

2[Cu(OH)₄]^2— + C₆H₁₂O₆ === Cu₂O↓(红) + CH₂OH(CHOH)₄COOH + 4OH^— + 2H₂O

Cu₂O晶粒大小各异，能呈现多种颜色，如：黄、桔黄、鲜红、深棕。

Cu₂O + H₂SO₄ === Cu₂SO₄ + H₂O

Cu₂SO₄ === CuSO₄ + Cu↓(红)

Cu₂O + 4NH₃·H₂O === 2[Cu(NH₃)₂]⁺(无色) + 2OH^— + 3H₂O

2[Cu(NH₃)₂]⁺ + 4NH₃·H₂O + 1/2O₂ === 2[Cu(NH₃)₄]²⁺ + 2OH^— + 3H₂O

2、氯化亚铜的生成和性质

CuCl₂(10mL0.5mol/L) →加入HCl（3mL浓）和铜屑→加热沸腾→溶液变成深棕色→取几滴溶液→加到水(10ml)中→出现白色沉淀，则迅速将全部棕色溶液倒入水（100mL）中→洗涤白色沉淀至无蓝色→沉淀分成两份

沉淀→加浓氨水(3mL)→沉淀溶解→溶液由无色变为深蓝色

沉淀→加浓盐酸(3mL)→沉淀溶解

CuCl₂ + Cu === CuCl

CuCl + HCl === H₃CuCl₄

加浓盐酸的目的是：CuCl是不溶于水的，生成的CuCl很容易附着在铜的表面上，这样反应不久就会停止，为使反应能继续进行，利用CuCl能溶于浓盐酸的性质，加浓盐酸后能保证反应进行彻底，当把反应得到的棕色溶液倒入大量的水中时，浓盐酸的浓度大大降低，反应会向左进行，CuCl沉淀析出

CuCl + 2NH₃ === [Cu(NH₃)₂]Cl

3、碘化亚铜的生成和性质

CuSO₄(0.2mol/L)+ KI(0.2mol/L)（注：边加边振荡）→观察到的沉淀产生，溶液为棕黄色→加Na₂S₂O₃(0.5mol/L)→溶液变成无色，此时观察到沉淀为白色

Cu²⁺ + 4I^— === 2CuI↓(白) + I₂

I₂ + 2Na₂S₂O₃ === Na₂S₄O₆ +2NaI

4、汞（Ⅱ）与汞（Ⅰ）的相互转化

（1）Hg²⁺的氧化性

Hg(NO₃)₂(0.5ml0.2mol/L)+ SnCl₂(0.2mol/L)(注：逐滴加入) →沉淀由白色变为灰色再变成黑色

2Hg²⁺ + SnCl₂ === Hg₂Cl₂↓(白) + Sn⁴⁺

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ === 2Hg↓(黑) + SnCl₄

（2）Hg²⁺转化为Hg₂²⁺和Hg₂²⁺的歧化分解

Hg(NO₃)₂(0.5ml0.2mol/L)+Hg→充分振荡→用滴管将清液转移到两支试管中（余下汞回收）→一支加NaCl(0.2mol/L)→另一支加氨水(2mol/L) →观察现象

Hg(NO₃)₂ + Hg === Hg₂(NO₃)₂

Hg₂(NO₃)₂ + 2NaCl === Hg₂Cl₂↓(白) + 2NaNO₃

Hg₂(NO₃)₂  + H₂O === Hg₂(OH)NO₃↓(白) + HNO₃   加氨水促进水解

四、实验指导

1、实验过程中指导学生结合理论课学习预测实验现象，然后验证预测的结果，以进一步加深所学的知识。

2、指导学生使用汞时的注意事项（用普通滴管吸取时的方法、汞不慎撒落时的处理方法等等）。

实验二十二   第一过渡系元素（一）（铬、锰）

一、实验目的

掌握铬、锰主要氧化态的化合物的重要性质及各氧化态之间相互转化的条件。

二、实验用品

仪器：试管、台秤、蒸发皿

固体药品：二氧化锰、亚硫酸钠、高锰酸钾

液体药品：H₂SO₄(浓、1mol/L)、H₂O₂(3%)、NaOH(40%、6 mol/L、 2 mol/L)、HCl(浓、6 mol/L、 2 mol/L、 0.1 mol/L)、K₂Cr₂O₇(0.1 mol/L)、K₂CrO₄(0.1 mol/L)、BaCl₂(0.1 mol/L)、MnSO₄(0.2 mol/L、 0.5 mol/L)、NH₄Cl(2 mol/L)、NaClO(稀)、H₂S(饱和)、Na₂S(0.1 mol/L 、0.5 mol/L)、KMnO₄(0.1 mol/L)、Na₂SO₃(0.1 mol/L)

三、实验内容

（一）铬的化合物的重要性质

1、铬（Ⅵ）的氧化性

Cr₂O₇^2— + 3SO₃^2— + 8H⁺ === 2Cr³⁺ + 3SO₄^2— + 4H₂O   溶液由橙红色变成绿色

此实验溶液保留供实验3用

2、铬（Ⅵ）的缩合平衡

Cr₂O₇^2— + 2Ba²⁺ +H₂O === 2H⁺ + 2BaCrO₄↓(黄)

Cr₂O₇^2— + 2Pb²⁺ +H₂O === 2H⁺ + 2PbCrO₄↓(黄)

Cr₂O₇^2— + 4Ag⁺ +H₂O === 2H⁺ + 2Ag₂CrO₄↓(砖红)

2CrO₄^2— + 2H⁺ === Cr₂O₇^2— + H₂O

3、氢氧化铬（Ⅲ）的两性

Cr³⁺ + 3OH^— === Cr(OH)₃↓(灰蓝)

Cr(OH)₃ + NaOH === NaCrO₂ + 2H₂O    沉淀溶解溶液为绿色（溶液保留实验4用）

2Cr(OH)₃ + 3H₂SO₄ === Cr₂(SO₄)₃ + 6H₂O   沉淀溶解溶液为绿色

4、铬（Ⅲ）的还原性

2CrO₂^— + 3H₂O₂ + 2OH^— === 2CrO₄^2— + 4H₂O

5、重铬酸盐和铬酸盐的溶解性

反应方程式见实验3。

Ba²⁺ + CrO₄^2— === BaCrO₄↓(黄)

（二）锰的化合物的重要性质

1、氢氧化锰（Ⅱ）的生成和性质

MnSO₄ + 2NaOH === Mn(OH)₂↓(白) + Na₂SO₄

2Mn(OH)₂ + O₂ === 2MnO(OH)₂↓(棕)   二氧化锰的水合物

Mn(OH)₂ + NaOH(过量)→沉淀不溶

Mn(OH)₂ + 2HCl === MnCl₂ + 2H₂O

Mn(OH)₂ + 2NH₄Cl === MnCl₂ + 2NH₃ + 2H₂O

氢氧化锰具有还原性和碱性

（1）Mn²⁺的氧化

Mn²⁺ + ClO^— +2OH^— === MnO(OH)₂ + Cl^—

Mn²⁺ + ClO^— + H₂O === MnO₂ + Cl^— + 2H⁺

Mn²⁺在碱性介质中易被氧化

（2）硫化锰的生成和性质

MnSO₄ + H₂S →无沉淀

MnSO₄ + Na₂S === MnS↓(肉色) + Na₂SO₄

硫化锰的溶度积较大，只有硫离子浓度较大时方可沉淀出来。

2、二氧化锰的生成和性质

（1）   2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 2H₂O === 5MnO₂↓(棕) + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

MnO₂  + SO₃^2— + 2H⁺ === Mn²⁺ + SO₄^2— + H₂O

（2）   2MnO₂ + 2H₂SO₄ === 2MnSO₄ + O₂↑+ 2H₂O

3、高锰酸钾的性质

2MnO₄^— + 5SO₃^2— + 6H⁺ === 2Mn²⁺ + 5SO₄^2— + 3H₂O

2MnO₄^— + 3SO₃^2— + H₂O === 2MnO₂+ 3SO₄^2— + 2OH^—

2MnO₄^— + SO₃^2— + 2OH^— === 2MnO₄^2— + SO₄^2— + H₂O

四、实验指导

实验过程中指导学生结合理论课学习预测实验现象，然后再验证预测的结果，以进一步加深所学的知识。

实验二十三   第一过渡系元素（二）（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、试验并掌握铁、钴、镍配合物的生成及性质。

二、实验用品

仪器：试管、离心试管

固体药品：硫酸亚铁铵、硫氰酸钾

液体药品：H₂SO₄(6mol/L、1mol/L)、HCl(浓)、NaOH(6mol/L、2mol/L)、(NH₄)₂Fe(SO₄)₂(0.1mol/L)、CoCl₂(0.1mol/L)、NiSO₄(0.1mol/L)、KI(0.5mol/L)、K₄[Fe(CN)₆] (0.5mol/L)、氨水(6mol/L，浓)、氯水、碘水、四氯化碳、戊醇、乙醚、H₂O₂(3%)、FeCl₃(0.2mol/L)、KSCN(0.5mol/L)

材料：碘化钾淀粉试纸

三、实验内容：

（一）铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)的化合物的还原性

1、铁(Ⅱ) 的还原性

（1）酸性介质

氯水(0.5mL) + H₂SO₄(6mol/L，3滴) + (NH₄)₂Fe(SO₄)₂→观察现象

Fe²⁺ + Cl₂ + H⁺ → Fe³⁺ + HCl

溶液为黄色，如现象不明显可加入KSCN

Fe³⁺ + 6SCN^—、→ Fe(SCN)₆^3—    溶液为血红色

（2）碱性介质

H₂O(2mL) + H₂SO₄(6mol/L，3滴)→煮沸以赶尽溶于溶液中的空气→加(NH₄)₂Fe(SO₄)₂(s)

NaOH(6mol/L，3mL) →煮沸→冷却→用长滴管吸取NaOH溶液→插入上述溶液底部→慢慢挤出NaOH溶液→观察现象→振荡→放置一会→观察现象

Fe²⁺ + 2OH^— === Fe(OH)₂↓(白)

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O === 4Fe(OH)₃↓(棕)

在此实验中加入H₂SO₄的目的是抑制Fe²⁺的水解，加热的目的是赶尽溶液中的空气，否则就观察不到Fe(OH)₂↓(白)，只能观察到Fe(OH)₃↓(棕)，所以在整个实验操作中要避免空气带入溶液中。

2、钴(Ⅱ) 的还原性

（1）CoCl₂ + 氯水→观察现象，无变化

（2）CoCl₂ + NaOH→观察现象→沉淀分成两份→一份置于空气→另一份加氯水→观察现象

Co²⁺ + 2OH^— === Co(OH)₂↓(粉红)

4Co(OH)₂ + O₂ + 2H₂O === 4Co(OH)₃↓(棕)    被氧化缓慢

2Co(OH)₂ + Cl₂ + 2OH^— === 2Co(OH)₃↓(棕) + 2Cl^—

3、镍(Ⅱ) 的还原性

（1）NiSO₄ + Cl₂→无变化

（2）NiSO₄ + NaOH→观察现象→沉淀分成两份→一份置于空气→另一份加氯水→观察现象

Ni²⁺ + 2OH^— === Ni(OH)₂↓(绿)

Ni(OH)₂↓在空气中无变化

2Ni(OH)₂ + Cl₂ + 2OH^— === 2Ni(OH)₃↓(黑) + 2Cl^—

还原性：Fe²⁺＞Co²⁺＞Ni²⁺

（二）铁(Ⅲ)、钴(Ⅲ)、镍(Ⅲ)的化合物的氧化性

（1）Fe(OH)₃、Co(OH)₃、Ni(OH)₃ 分别加入浓盐酸，振荡，并用淀粉碘化钾试纸检验放出的气体。

Fe(OH)₃ + 3HCl === FeCl₃ + 3H₂O           沉淀溶解，淀粉碘化钾试纸无变化

2Co(OH)₃ + 6HCl === 2CoCl₂ + Cl₂ + 3H₂O   沉淀溶解，淀粉碘化钾试纸变蓝

2Ni(OH)₃ + 6HCl === 2NiCl₂ + Cl₂ + 3H₂O    沉淀溶解，淀粉碘化钾试纸变蓝，反应速度较钴快。

（2）上述得到的FeCl₃溶液+KI溶液+CCl₄→振荡→观察现象

2FeCl₃ + 2KI === 2FeCl₂ + I₂ + KCl     CCl₄层为红棕色

氧化性：Fe³⁺＜Co³⁺＜Ni³⁺

（三）配合物的生成

1、铁的配合物

（1）K₄[Fe(CN)₆](1mL)+碘水(0.5mL)→振荡→加(NH₄)₂Fe(SO₄)₂→观察现象

2[Fe(CN)₆]^4— + I₂ === 2[Fe(CN)₆]^3— + 2I^—

2[Fe(CN)₆]^3— + 3 Fe²⁺ === Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓滕氏蓝

（2）(NH₄)₂Fe(SO₄)₂(1mL) + 碘水→振荡→溶液分成两份→各加入硫氰酸钾→然后另一支试管加H₂O₂(0.5mL,3%)→观察现象

Fe²⁺ + I₂ → 不反应 + SCN^— → 无变化

2Fe²⁺ + 2H⁺ + H₂O₂ === 2Fe³⁺ + 2H₂O

Fe³⁺ + 6 SCN^— === Fe(SCN)₆^3—     血红色溶液出现

（3）3[Fe(CN)₆]^4— + 4Fe³⁺ === Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓普鲁士蓝

（4）FeCl₃(0.2mol/L,0.5ml) + 氨水(过量)

刚开始有棕色沉淀，但沉淀不溶解

Fe³⁺ + 3NH₃·H₂O === 3NH₄⁺ + Fe(OH)₃↓

说明Fe³⁺不形成氨配合物

2、钴的配合物

（1）CoCl₂(1mL) + KSCN(s)→观察固体周围颜色→加戊醇和乙醚(各0.5mL)→振荡→观察水相和有机相

Co²⁺ + 4SCN^— === Co(SCN)₄^2—

固体周围的溶液变蓝色，此物在水溶液中不稳定，但在有机溶剂中稳定，所以加入有机溶剂后，有机相为蓝色，水相为粉红色Co(H₂O)₆²⁺。

（2）CoCl₂(0.5mL) + 浓氨水→至沉淀刚好溶解→静止一会→观察现象

Co²⁺ + 2OH^— === Co(OH)₂  在此加浓氨水生成沉淀现象不很明显

Co(OH)₂ + 6NH₃ === [Co(NH₃)₆]²⁺ + 2OH^—

[Co(NH₃)₆]²⁺ + O₂ + 2H₂O === 4[Co(NH₃)₆]³⁺ +4OH^—   溶液为淡红棕色

3、镍的配合物

NiSO₄(0.1mol/L，2mL) + 过量氨水→观察现象→静止一会再观察现象→溶液分成四份→一份加NaOH(2mol/L)→一份加H₂SO₄(1mol/L)→一份加水→一份煮沸

Ni²⁺ + 6NH₃ === Ni(NH₃)₆²⁺  蓝色

Ni²⁺ + 2OH^— === Ni(OH)₂↓（淡绿）

Ni²⁺ + H₂SO₄              向绿色变化

Ni(NH₃)₆²⁺ + 6H₂O === Ni(H₂O)₆²⁺ + 6NH₃

Ni²⁺ + 2OH^— === Ni(OH)₂↓溶液煮沸则变混浊
四、实验指导

1、引导学生注意观察实验现象，通过实验总结出二价铁、钴、镍的还原性和三价铁、钴、镍的氧化性的变化规律。

2、通过实验让学生总结出铁、钴、镍的配合物的性质以及Fe²⁺、Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺的鉴定方法。