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OCR 高级 GCE 化学/过渡金属化学

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钒是一种银灰色金属,具有很强的耐腐蚀性。

它可以形成+5、+4、+3 和+2 氧化态的化合物

钴(原子序数 27,相对原子质量 59)是一种不活泼的白色金属,略带蓝色,并形成+2 和+3 氧化态的化合物。+2 态通常是最稳定的。

Co2+ 形成配合物 [Co(H2O)6]2+,它是一种粉红色的八面体配合离子。

Co2+ 还形成四面体配合离子 [CoCl4]2-,它是蓝色的。

因此,氯化钴试纸可用于检测水,因为会形成 [Co(H2O)6]2+ 配合物。这会导致蓝色的氯化钴试纸变为粉红色。

该反应是可逆反应

[CoCl4]2-(aq) + 6H2O(l) <---> [Co(H2O)6]2+(aq) + 4Cl-(aq)

正向反应是放热反应。通过添加热量或高浓度的 Cl-,将会发生逆向配体置换反应。

Co3+ 形成水溶性配合物 [Co(H2O)6]3+,它是蓝色的,但很容易被还原为 [Co(H2O)6]2+,因此我们不会真正关注它。Co3+ 的其他简单化合物以相同的方式被水合并还原。

然而,Co3+ 会与其他配体形成其他配合离子,而且它们确实非常稳定。

例如

[Co(H2O)6]3+ + e- <---> [Co(H2O)6]2+; E= +1.81V

[Co(NH3)6]3+ + e- <---> [Co(NH3)6]2+; E= +0.11V

这里的电极电势值表明,没有 H2O 配体的 Co3+ 配合物(六氨合钴(II))更稳定。这是因为氨只有一个孤对电子,从而导致更强的配位键。

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