解放军文职招聘考试钴 (III) 的化合物

 钴 (III) 的化合物

钴 (III) 的简单化合物只能存在于固态，溶于水则迅速分解为钴 (II) 的化合物。这是因为在酸性溶液中，是个强氧化剂：
Co ³⁺ + e - Co ²⁺
下面对钴 (III) 的简单化合物作一简介。
1 、氧化高钴
在空气中加热钴 (II) 的碳酸盐、草酸盐或硝酸盐，空气中的氧能把钴 (II) 氧化成钴 (III) ：
Co ₃ O ₄ 是 CoO 和氧化高钴 Co ₂ O ₃ 的混合物，纯的无水 Co ₂ O ₃ 还没得到过，只知有其一水合物 Co ₂ O ₃ · H ₂ O ，它在 570K 分解为 Co 3 O 4 ，同时失去水并放出氧气。
2 、氢氧化高钴
Co(OH) ₂ 在空气中能缓慢地被氧化成棕褐色的氢氧化高钴 Co(OH) ₃ 的沉淀：
4Co(OH) ₂ + O ₂ + 2H ₂ O → 4Co(OH) ₃ ↓
如果加入强氧化剂，如 Cl ₂ 、 Br ₂ 、 NaOCl 等，则可使反应迅速进行 :
2Co(OH) ₂ + NaOCl + H ₂ O → 2Co(OH) ₃ ↓ + NaCl
2Co(OH) ₂ + 2NaOH + Br ₂ → 2Co(OH) ₃ ↓ + 2NaBr
Co(OH) ₃ 是个氧化剂，于盐酸反应时能把氧化成氯气：
2Co(OH) ₃ + 6HCl → CoCl ₂ + Cl ₂ ↑ + 6H ₂ O
铁、钴、镍 (II) 和 (III) 化合物性质的比较
1. 铁、钴、镍的氧化物

 
高氧化态氧化能力增强 , 稳定性下降
⑴铁、钴、镍 +2 与 +3 氧化数的氧化物均属于碱性氧化物，易溶于酸，一般不溶于水或碱性溶液中。
⑵低氧化数氧化物的碱性比高氧化数氧化物的碱性强。
⑶铁、钴、镍 +3 氧化数的氧化物都具有较强的氧化性，按 Fe 、 Co 、 Ni 的顺序，它们的氧化能力增强，但稳定性降低。
 
2 . 铁、钴、镍的氢氧化物

 
高氧化态氧化能力增强 , 稳定性下降
低氧化态还原能力增强 , 稳定性下降
⑴铁、钴、镍 +2 与 +3 氧化数的氢氧化物均难溶于水。
⑵低氧化数的氢氧化物具有还原性，按 Fe ─ Co ─ Ni 的顺序，还原能力依次降低。例如空气中的氧就能把 Co(OH) ₂ 氧化成 Co(OH) ₃ ,
而 Ni(OH) ₂ 最稳定，根本不能被空气中的氧氧化。
4Fe(OH) ₂ + O ₂ + 2H ₂ O == 4Fe(OH) ₃
4Co(OH) ₂ + O ₂ + 2H ₂ O == 4Co(OH) ₃
⑶高氧化数的氢氧化物具有氧化性，按 Fe. Co. Ni 的顺序，氧化能力依次增强。例如 Fe(OH) ₃ 与盐酸反应，仅发生中和反应，而
Co(OH) ₃ 和 Ni(OH) ₃ 都是强氧化剂，它们与盐酸反应时，能把氧化成 Cl ₂ 气。
Fe(OH) ₃ + 3HCl == FeCl ₃ + 3H ₂ O
2Co(OH) ₃ + 6HCl == 2CoCl ₂ + Cl ₂ ↑ + 6H ₂ O
2Ni(OH) ₃ + 6HCl == 2NiCl ₂ + Cl ₂ ↑ + 6H ₂ O
3. 铁、钴、镍的盐
⑴氧化数为 +2 的盐
铁、钴、镍的 +2 氧化数的盐，在性质上有许多相似之处：

①它们的 +2 价水合离子或无水盐都显有一定的颜色，这与它们的 M ²⁺ 离子具有不成对的 d 电子有关。
②它们的硝酸盐、硫酸盐、氯化物和高氯酸盐等易溶于水，在水中有微弱的水解使溶液显碱性：
M ²⁺ + H ₂ O → M(OH) ⁺ + H ⁺
它们的碳酸盐、磷酸盐、硫化物等弱酸盐都难溶于水。
③它们的可溶性盐从溶液中析出时，常常带有相同数目的结晶水。例如：
M(II)SO ₄ · 7H ₂ O (M=Fe 、 Co 、 Ni)
M(II)(NO ₃ ) ₂ · 6H ₂ O (M=Fe 、 Co 、 Ni)
④它们的硫酸盐都能与碱金属或铵的硫酸盐形成复盐。
(NH ₄ ) ₂ · MSO ₄ · 6H ₂ O (M=Fe 、 Co 、 Ni)
⑵氧化数为 +3 的盐
     铁、钴、镍中只有铁和钴才有氧化数为 +3 的盐，由于镍 (III) 的氧化性更强，故类似的镍 (III) 盐尚未找到。钴 (III) 的盐只能存在于固态，溶于水则迅速分解成钴 (II) 盐。例如 Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ · 9H ₂ O 是稳定的，而 Co ₂ (SO ₄ ) ₃ · 18H ₂ O 不仅在溶液中不稳定，在固体状态也不稳定，分解成 CoSO ₄ 和 O ₂ 。
再如， FeF ₃ 、 FeCl ₃ 、 FeBr ₃ 都是稳定化合物，而 CoF ₃ 受热即分解， CoCl ₃ 在室温和有水时也即分解：
2CoF ₃ → 2CoF ₂ +F ₂
2CoCl ₃ ====2CoCl ₂ +Cl ₂
    而镍 (III) 的氟化物、氯化物尚未制得。高氧化数的钴盐和镍盐都是强氧化剂，它们的氧化能力按 Fe 、 Co 、 Ni 的顺序增强，而其稳定性按此顺序降低。