2024年高中化學新教材同步選擇性必修第二冊 第3章　第4節(jié)　實驗活動　簡單配合物的形成

實驗活動簡單配合物的形成實驗目的1．加深對配合物的認識。2．了解配合物的形成。實驗用品試管、膠頭滴管。硫酸銅溶液、氨水、硝酸銀溶液、氯化鈉溶液、氯化鐵溶液、硫氰化鉀溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、蒸餾水、乙醇。實驗原理配合物是由中心原子或離子與一定數(shù)目的中性分子或陰離子以配位鍵結(jié)合而形成的一類化合物。中心離子形成配合物后性質(zhì)不同于原來的金屬離子，具有新的化學特性。實驗步驟1．簡單配合物的形成(1)實驗步驟實驗現(xiàn)象生成藍色絮狀沉淀難溶物溶解，得到深藍色的透明溶液析出深藍色的晶體解釋Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4](OH)2乙醇的極性較小，配合物的溶解度變小而從溶液中析出(2)實驗步驟實驗現(xiàn)象生成白色沉淀白色沉淀溶解，溶液變澄清解釋Ag＋＋Cl－=AgCl↓AgCl＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－2.簡單離子與配離子的區(qū)別實驗步驟實驗現(xiàn)象生成紅色溶液解釋Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3實驗步驟實驗現(xiàn)象無明顯變化解釋因為CN－的配位能力強于SCN－，所以配體交換不能發(fā)生問題和討論1．畫出[Cu(NH3)4]2＋的結(jié)構(gòu)式。答案2．K3[Fe(CN)6]在水中可電離出配離子[Fe(CN)6]3－，該配離子的中心離子、配體各是什么？配位數(shù)是多少？[Fe(CN)6]3－和Fe3＋的性質(zhì)一樣嗎？答案[Fe(CN)6]3－的中心離子：Fe3＋；配體：CN－；配位數(shù)：6；[Fe(CN6)]3－與Fe3＋的性質(zhì)不一樣。1．向盛有氯化鈉溶液的試管中滴入少量硝酸銀溶液，生成白色的氯化銀沉淀，繼續(xù)向試管中加入氨水，沉淀溶解，生成無色的配離子[Ag(NH3)2]＋，下列說法正確的是()A．溶液中Cl－和Ag＋的物質(zhì)的量反應前后不變B．配位鍵的強度都很大，因而配合物都很穩(wěn)定C．配位鍵可用帶箭頭的鍵線表示，是一種特殊的共價鍵D．在[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋給出孤電子對，NH3提供空軌道答案C解析Ag＋的物質(zhì)的量反應前后明顯減小，故A錯誤；含有孤電子對和含有空軌道的原子之間能形成配位鍵，配位鍵屬于共價鍵，有的配合物很穩(wěn)定，有的很不穩(wěn)定，故B錯誤；配位鍵是共價鍵的一種，可用帶箭頭的鍵線表示，故C正確；配離子[Ag(NH3)2]＋中，Ag＋提供空軌道，NH3給出孤電子對，形成配位鍵，故D錯誤。2．(1)將白色CuSO4粉末溶于水中，溶液呈藍色，是因為生成了一種呈藍色的配位數(shù)是4的配離子，請寫出生成此配離子的離子方程式：____________________________________，藍色溶液中的陽離子內(nèi)存在的化學鍵類型有__________。(2)CuSO4·5H2O(膽礬)因含有水合銅離子而呈藍色，寫出膽礬晶體中水合銅離子的結(jié)構(gòu)簡式(將配位鍵表示出來)：__________________________________________________________。(3)向CuSO4溶液中滴加氨水會生成藍色沉淀，再滴加氨水至沉淀剛好全部溶解可得到深藍色溶液，繼續(xù)向其中加入乙醇可以生成深藍色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。下列說法不正確的是________(填字母)。a．[Cu(NH3)4]SO4組成元素中電負性最大的是N元素b．CuSO4晶體及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S的雜化軌道類型均為sp3c．對于NH3、H2O來說，鍵角：H—N—H＞H—O—Hd．[Cu(NH3)4]2＋中，N提供孤電子對e．NH3分子中氮原子的雜化軌道類型為sp2雜化(4)配離子[Cu(NH3)2(H2O)2]2＋的中心離子是____________，配體是__________，配位數(shù)是______，其含有微粒間的作用力類型有______。答案(1)Cu2＋＋4H2O=[Cu(H2O)4]2＋極性共價鍵、配位鍵(2)(3)ae(4)Cu2＋NH3、H2O4配位鍵、極性共價鍵解析(2)H2O中的O提供孤電子對，Cu2＋提供空軌道，所以水合銅離子表示為。(3)電負性：O＞N，a不正確；S原子與4個O原子形成共價鍵，所以S采取sp3雜化，b正確；NH3分子內(nèi)N有1個孤電子對，H2O分子中O有2個孤電子對，H2O分子中孤電子對對共用電子對排斥作用大，所以鍵角：H—N—H＞H—O—H，c正確；[Cu(NH3)4]2＋中N提供孤電子對，d正確；NH3分子中N的價層電子對數(shù)為4，軌道雜化方式為sp3，e不正確。3．[Co(NH3)6]Cl3(三氯六氨合鈷)是一種重要的化工產(chǎn)品，實驗室制備過程如下：①將一定量的氯化銨和濃氨水置于錐形瓶中，混合均勻；②分批加入氯化鈷粉末，邊加邊攪拌，直至溶液呈棕色稀漿；③再向其中滴加30%H2O2，當固體完全溶解后，慢慢加入濃鹽酸加熱10～15min；④在室溫下冷卻，過濾，可得到橙黃色[Co(NH3)6]Cl3晶體。(1)[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合價是__________，該配合物中心離子的核外電子排布式為_______________________________________________________________________________。(2)“加熱”應控溫在60℃進行，控溫方式可采取____________，溫度不宜過高的原因是_______________________________________________________________________________。(3)溶液中CoCl2、NH4Cl和濃氨水混合后與H2O2溶液反應生成[Co(NH3)6]Cl3的化學方程式是_______________________________________________________________________________。(4)加入濃鹽酸的作用是_________________________________________________________。答案(1)＋31s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6(2)水浴加熱溫度過高，會加快H2O2、濃氨水的分解和濃鹽酸的揮發(fā)(3)2CoCl2＋10NH3·H2O＋2NH4Cl＋H2O2eq\o(=,\s\up7(60℃))2[Co(NH3)6]Cl3＋12H2O(4)降低[Co(NH3)6]Cl3的溶解度，便于晶體的析出解析(1)[Co(NH3)6]Cl3中NH3為配體，氯的化合價為－1價，則Co的化合價是＋3價，Co的原子序數(shù)是27，基態(tài)Co原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2，失去3個電子形成該配合物中心離子Co3＋，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。(4)加入濃鹽酸可增大氯離子濃度，降低[Co(NH3)6]Cl3的溶解度，便于晶體的析出。4．工業(yè)鹽酸(俗稱粗鹽酸)呈亮黃色，已證明是配合物[FeCl4]－的顏色。請用實驗定性證明這種配合物只有在高濃度Cl－的條件下才是穩(wěn)定的。答案此題為開放性較大的習題，可用多種實驗方法來定性證明。例如：(1)取4mL工業(yè)鹽酸于試管中，滴加幾滴硝酸銀飽和溶液，待沉淀后，觀察溶液顏色變化，若亮黃色褪去(或變很淺的黃色)，則證明[FeCl4]－只有在高濃度Cl－的條件下才是穩(wěn)定的。因為硝酸銀