化学:告诉我钴的性质和用途。越全面越好

易金矿业网 2023-06-20 20:13 编辑:admin 158阅读

一、化学:告诉我钴的性质和用途。越全面越好

物理性质

钴是具有光泽的钢灰色金属,熔点1493℃、比重8.9,比较硬而脆,钴是铁磁性的,在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、的电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。

化学性质

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。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。 由电极电势看出,钴是中等活泼的金属。其化学性质与铁,镍相似。高温下发生氧化作用。加热时,钴与氧,硫,氯,溴等发生剧烈反应,生成相应化合物。 钴可溶于稀酸中,在发烟硝酸中因生成一层氧化膜而被钝化。钴会缓慢地被氢氟酸,氨水和氢氧化钠浸蚀。钴是两性金属。

作用:长期以来钴的矿物或钴的化合物一直用作陶瓷、玻璃、珐琅的釉料。到20世纪,钴及其合金在电机、机械、化工、航空和航天等工业部门得到广泛的应用,并成为一种重要的战略金属。

二、镍和钴的各类化合物颜色及性质

你的问题太宽了

六水合氯化钴:紫红色,易脱水变成氯化钴,浅绿色;

氧化亚钴:茶灰色粉末,暴露空气中易氧化成黑色的氧化钴;

四氧化三钴:黑灰色粉末;

普通氧化钴:含三氧化二钴、四氧化三钴及氧化亚钴的混合粉末,黑色;

硫酸钴晶体:砖红色;

硝酸钴:红色晶体

草酸钴:砖红色;

硫酸镍:翠绿色晶体

氯化镍:绿色晶体

氧化亚镍:浅绿的粉末

等等~~~

三、钴盐的性质

二价

CoX2:均可由CoO与HX酸得到

CoF2 粉红色固体,溶点1200度,可以形成,2、3、4水合物,可溶于水

炽热的CoF2可以与水蒸气水解.超过300度时CoF2可被H2还原.由Co与F2在一定温度下得到的晶状CoF2微溶

CoCl2 蓝色固体,熔点724度,可以形成1(蓝紫)、2(紫)、4、6(粉红)水合物

6水合物在HCl气流中加热脱水可得无水盐.易溶于水,乙醚

CoBr2 绿色固体,熔点678度,可以形成2、6(红)水合物

易溶于水,和大部分极性有机溶剂

CoI2 蓝黑色固体,熔点515度,可以形成2(绿)、4(绿)、6(暗红)水合物

溶解得粉红色溶液.但若将CoI2高真空升华,得另一变体,该变体在水中溶解得无色不稳定溶液,加热该溶液又变为粉红色,目前尚不知此变体结构.

氧化物

CoO,将Co粉末在水蒸汽中加热或分解Co(OH)2可制得橄榄绿色的CoO粉末.

400度以上在空气中被氧化成Co3O4

氢氧化物

Co(OH)2,两性物质.粉红色,在低温下可能由Co2+和OH-得到不稳定的蓝色变体,长时间加热即转化为粉红色.

溶于OH-可得蓝色Co(OH)4^2-的溶液.

悬浮的Co(OH)2易被空气氧化成棕色的CoO(OH)

含氧酸盐

CoCO3 自然界中为棱钴矿,过饱和CO2中(通常高压CO2)以NaHCO3与Co2+反应可制得紫红色六水合碳酸盐,如不用CO2,则得碱式盐.六水合盐于150度脱水,400度会分解成CoO

Co(NO3)2 六水合物呈红色,加热至56度失去3个水,更高温度会分解.无水盐的制备是将水合盐溶解到浓硝酸中,然后通入N2O5.或将Co溶解在N2O5的乙酸乙酯溶液中.后者制得的是紫色的Co(NO3)2·2N2O4,真空加热至150度将N2O4脱去。

CoSO4 七水合物呈橙红色,加热至41度得6水合物,高于70度分解为1水合物,高于250度得无水盐。易溶于水,不溶于有机溶剂。

CoSiO3 未查到

三价

CoX3

CoF3:CoF2与F2在250度反应,迅速被氧化而得浅棕色粉末。遇到少量水颜色变深,放入水中剧烈反应放出氧气。CoF3在有机中用于氟化试剂,400度时可将所有烃中的H换成F以制备氟代烃。将CoF2在饱和HF中电解可得CoF3·3.5H2O,这个物质遇水分解,不溶于有机溶剂。

CoCl3极不稳定,性质难以知道。CoBr3,CoI3未曾制得过

氧化物或氢氧化物

Co2O3或Co(OH)3,这两种写法均不确切。用H2O2氧化Co(OH)2可得一种棕黑色粉末,于150度干燥得Co2O3·H2O或写成CoO(OH),进一步加热则分解产生氧气。

含氧酸盐

Co(NO3)3 用N2O5与CoF2反应制得无水盐。该盐在较低温度下就能挥发,并能与一些有机溶剂剧烈反应,与水也剧烈反应。可用电解法制得其溶液,但不稳定,无法得到水合盐晶体。

Co2(SO4)3 电解或用O3氧化CoSO4溶液可得蓝色18水合物Co2(SO4)3·18H2O,在水中分解放出氧气,但在稀硫酸中很稳定,是最稳定的Co3+盐之一。

三价的碳酸盐、硅酸盐未制得。

四、有关钴、镍和铁化合物的性质见下表: 化学式 沉淀完全时的pH 钴镍性质 Co(OH)2 9.4

(1)根据表中的数据知道,当pH等于10的时候,收率最高,镍离子的含量最小,除镍效果最好,故答案为:10;

(2)钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价,发生的化学方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;

(3)双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,发生的化学反应为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(4)加入纯碱碳酸钠可以和酸发生反应,在适当的环境下,可以让铁离子形成沉淀而除去,所以加入的纯碱作用是起到调节溶液的pH的作用,故答案为:使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀而除去;

(5)钴离子是弱碱阳离子,能发生水解,显示酸性,加入盐酸可以防止Co2+水解,故答案为:防止Co2+水解;

(6)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,c(H+)=

10-14

c(OH-) ,反应Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+的平衡常数K=

c(H+)3

c(Fe3+) ═

10-42

c(Fe3+)?c(OH-)3

=2.5×10-5,故答案为:2.5×10-5.

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