化学工艺流程之钴和镍及其化合物

全文摘录

1、知识清单

钴和镍的常见化合价是+2和+3。 +3价钴在简单化合物中不稳定，但在某些配位化合物中相当稳定。镍主要呈+2价，其+3价化合物较少见。

CoO和NiO：灰绿色氧化钴（CoO）或深绿色氧化镍（CoO）可通过将钴（II）或镍（II）的碳酸盐、草酸盐或硝酸盐与空气隔离加热而制得。氧化镍）。两者均溶于酸性溶液，但难溶于水，一般不溶于碱性溶液。钴(II)或镍(II)的碳酸盐、草酸盐或硝酸盐若在空气中加热，就会分解生成四氧化二钴(Co3O4)，因为空气中的氧在670-770 K时可使+2-价钴转变为+3价钴。

在钴(Ⅱ)盐或镍(Ⅱ)盐的水溶液中加碱，可得到相应的氢氧化物Co(OH)2或Ni(OH)2沉淀。粉红色的Co(OH)2慢慢溶解在空气中。缓慢氧化成棕色Co(OH)3，而绿色Ni(OH)2不被空气中的氧气氧化。与 Fe(OH)2 不同，Ni(OH)2 更具两亲性。能溶于酸形成钴(Ⅱ)盐，也能溶于过量浓碱溶液形成[Co(OH)4]2-离子。 , Ni(OH)2 呈碱性。

当溶液pH值大于3.5时，向钴(II)盐溶液中添加氯、次氯酸钠等强氧化剂可生成Co(OH)3。 Ni(OH)2 可通过向镍(II)盐的碱性溶液中添加氧化剂Br2 来生成。

Co(OH)3 和 Ni(OH)3 都是强氧化剂。与盐酸反应，能将Cl-氧化成Cl2。反应方程式为：

氯化钴：根据分子中结晶水的多少，水合氯化钴显示出不同的颜色：CoCl2•6H2O（粉红色）、CoCl2•2H2O（紫红色）、CoCl2•H2O（蓝紫色）、CoCl2（蓝色）。蓝色 CoCl2 在潮湿空气中变成粉红色。因此，氯化钴可用作变色硅胶干燥剂中的指示剂和隐形墨水。

硫酸镍：硫酸镍可由金属镍与硫酸、硝酸反应制得。也可由氧化镍或碳酸镍溶解于稀硫酸中制得。反应方程式为：硫酸镍一般结晶为NiSO4·7H2O，有时也存在NiSO4·6H2O。它们都是绿色晶体。

一般来说，钴盐在水溶液中以Co2+的形式存在。 Co3+ 非常不稳定且具有高度氧化性。与氨分子形成配位化合物后，[Co(NH3)6]2+不稳定，易被氧化，而[Co(NH3)6]3+则相当稳定，不易被还原。空气中的氧气可以将[Co(NH3)6]2+氧化为[Co(NH3)6]3+。反应方程式为：以活性炭为催化剂，在含有CoCl2、NH3和NH4Cl的溶液中通入空气或加入过氧化氢，生成橙黄色六氨合三氯化钴(III)-[Co(NH3)6]Cl3，反应方程分别为。

在Ni2+溶液中加入过量的氨水可形成[Ni(NH3)6]2+络离子。将Ni(OH)2溶解在HBr中，加入过量氨水，生成紫色三溴化六铵镍(III)-[Ni(NH3)6]Br3沉淀。 [Ni(NH3)6]2+非常稳定，不易氧化。

2. 讲授与练习简明扼要

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