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實(shí)驗(yàn)活動(dòng):簡(jiǎn)單配合物的形成
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>1.加深對(duì)配合物的認(rèn)識(shí)。
2.了解配合物的形成。
【實(shí)驗(yàn)用品】
器材:試管、膠頭滴管。
試劑: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(shí)驗(yàn)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(lèi)化合物。中心離子形成配合物后性質(zhì)不同于原來(lái)的金屬離子,具有新的化學(xué)特性。
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
實(shí)驗(yàn)1　簡(jiǎn)單配合物的形成
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋(或離子方程式)
(1) 向盛有硫酸銅溶液的試管里加入氨水 滴加氨水后,試管中首先出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N
繼續(xù)加入氨水 氨水過(guò)量后沉淀逐漸溶解 Cu(OH)2+4NH3[Cu(NH3)4]2++2OH-
再加入乙醇 滴加乙醇后析出深藍(lán)色晶體 生成[Cu(NH3)4]SO4·H2O
(2) 向盛有氯化鈉溶液的試管里滴加幾滴硝酸銀溶液 滴加硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀 Ag++Cl-AgCl↓
再滴入氨水 白色沉淀消失,得到澄清的無(wú)色溶液 AgCl+2NH3[Ag(NH3)2]++Cl-
實(shí)驗(yàn)2　簡(jiǎn)單離子與配離子的區(qū)別
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋(或離子方程式)
(1) 向盛有少量蒸餾水的試管里滴加2滴氯化鐵溶液,然后滴加2滴硫氰化鉀溶液 溶液變血紅色 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(2) 向盛有少量蒸餾水的試管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,然后滴加2滴硫氰化鉀溶液 溶液不變色 —
【問(wèn)題討論】
1.K3[Fe(CN)6]在水中可以電離出配離子[Fe(CN)6]3-,該配離子的中心離子、配體是什么 配位數(shù)是多少
　　【答案】配離子[Fe(CN)6]3-的中心離子為Fe3+,配體是CN-,配位數(shù)是6。
2.K3[Fe(CN)6]和Fe3+的性質(zhì)一樣嗎
　　【答案】不一樣。配離子是由多個(gè)離子、原子或中性物質(zhì)通過(guò)配位鍵形成的,它不是單一的一種離子,和簡(jiǎn)單離子有區(qū)別。
3.鋅和鋁都是活潑金屬,其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿。但是氫氧化鋁不溶于氨水,而氫氧化鋅能溶于氨水,生成配合物離子[Zn(NH3)4]2+。試解釋在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因。
　　【答案】可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn(OH)2可溶于過(guò)量氨水中,生成[Zn(NH3)4]2+,氨水的用量不易控制。
注意事項(xiàng)：配離子與簡(jiǎn)單離子的區(qū)別
1.配離子很少電離,而簡(jiǎn)單離子可以大量存在于溶液中,由于配離子無(wú)法電離出大量簡(jiǎn)單離子,所以離子的性質(zhì)顯現(xiàn)不出來(lái)。
2.物理性質(zhì)的區(qū)別:比如銅離子本身無(wú)色,但是水合銅離子顯藍(lán)色,氨合銅離子顯深藍(lán)色,其化學(xué)性質(zhì)基本保持不變。
3.組成元素不同:配離子由多種元素組成,簡(jiǎn)單離子則是由單一元素組成。
4.元素之間的連接鍵不同:配離子是由中心離子或原子與配體鍵合形成的,而簡(jiǎn)單離子則沒(méi)有配體。
5.構(gòu)成不同:配離子由中心離子或原子和配體構(gòu)成,簡(jiǎn)單離子則由原子失去或得到電子形成。
【遷移應(yīng)用】
1.下列關(guān)于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的說(shuō)法正確的是(　　)。
A.配體為水分子,外界為Br-
B.中心離子的配位數(shù)為6
C.中心離子Cr3+提供孤電子對(duì)
D.中心離子的化合價(jià)為+2
　　【答案】B
【解析】[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O中內(nèi)界為[Cr(H2O)4Br2]+,Cr3+為中心離子,配體為H2O、Br-,配位數(shù)為6,外界為Br-,Cr3+提供空軌道。
2.Co(NH3)5BrSO4可形成兩種配位數(shù)為6的鈷的配合物。在第一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí),有白色沉淀產(chǎn)生,則該配合物的化學(xué)式為　　　　　　　　,反應(yīng)的離子方程式為　 　;
在第二種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí),沒(méi)有明顯現(xiàn)象,若加入AgNO3溶液時(shí),有淡黃色沉淀生成,則該配合物的化學(xué)式為　　　　　　　　,反應(yīng)的離子方程式為　 　。
　　【答案】[Co(NH3)5Br]SO4　S+Ba2+BaSO4↓　[Co(SO4)(NH3)5]Br　Ag++Br-AgBr↓
【解析】在第一種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí),產(chǎn)生的白色沉淀是BaSO4,說(shuō)明S處于該配合物的外界;在第二種配合物的溶液中加入BaCl2溶液時(shí),沒(méi)有明顯現(xiàn)象,加入AgNO3溶液生成AgBr沉淀,說(shuō)明S在內(nèi)界,Br-在外界。
3.(1)在配合物[Fe(SCN)]2+中,提供空軌道接受孤電子對(duì)的微粒是　　　　　　　　,畫(huà)出配合物離子[Cu(NH3)4]2+中的配位鍵:　　　　。
(2)H3O+的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　,BCl3的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　。
(3)按要求寫(xiě)出由第二周期元素為中心原子,通過(guò)sp3雜化形成中性分子的化學(xué)式(各寫(xiě)一種):正四面體形分子　　　　　　,三角錐形分子　　　　　　　,V形分子　　　　　　　。
　　【答案】(1)Fe3+　
(2)三角錐形　平面三角形
(3)CH4(或CF4)　NH3(或NF3)　H2O
【解析】(1)在配合物[Fe(SCN)]2+中,Fe3+提供空軌道,SCN-提供孤電子對(duì);在配合物[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空軌道,NH3提供孤電子對(duì),其成鍵情況為。(2)H3O+的中心原子O以sp3方式雜化,但有一對(duì)孤電子對(duì),故H3O+呈三角錐形。BCl3中心原子B以sp2方式雜化,沒(méi)有孤電子對(duì),故BCl3分子呈平面三角形。
4.配位鍵是一種特殊的共價(jià)鍵,即共用電子對(duì)由某原子單方面提供并與另一缺電子的微粒結(jié)合。如N就是由NH3(氮原子提供電子對(duì))和H+(缺電子)通過(guò)配位鍵形成的。據(jù)此,回答下列問(wèn)題:
(1)下列微粒中可能存在配位鍵的是　　　　(填字母)。
A.CO2 B.H3O+ C.CH4 D.NH3
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,試寫(xiě)出其電離方程式: 　。
(3)科學(xué)家對(duì)H2O2結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的過(guò)程,最初,科學(xué)家提出了兩種觀點(diǎn):
甲:O　　　乙:H—O—O—H
式中O→O表示配位鍵,在化學(xué)反應(yīng)中O→O鍵遇到還原劑時(shí)易斷裂?；瘜W(xué)家為研究H2O2的結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)并完成了下列實(shí)驗(yàn):
a.將C2H5OH與濃H2SO4反應(yīng),生成(C2H5)2SO4和水;
b.將制得的(C2H5)2SO4與H2O2反應(yīng),只生成A和H2SO4;
c.將生成的A與H2反應(yīng)(已知該反應(yīng)中H2作還原劑)。
①如果H2O2的結(jié)構(gòu)如甲所示,實(shí)驗(yàn)c中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　。
②為了進(jìn)一步確定H2O2的結(jié)構(gòu),還需要在實(shí)驗(yàn)c后添加一步實(shí)驗(yàn)d,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)d的實(shí)驗(yàn)方案:
　 。
　　【答案】(1)B
(2)H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
(3)①+H2C2H5OC2H5+H2O
②用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)c的反應(yīng)產(chǎn)物中有沒(méi)有水(或其他合理答案)
【解析】(1)配位鍵形成的條件是一方提供孤電子對(duì),另一方提供空軌道,在H3O+中,H2O分子提供孤電子對(duì)時(shí),H+提供空軌道,兩者形成配位鍵。(2)硼原子為缺電子原子,H3BO3的電離是B原子和水中的OH-形成配位鍵,水產(chǎn)生的H+表現(xiàn)出酸性。(3)根據(jù)題中所含配位鍵的物質(zhì)的反應(yīng)特點(diǎn)分析。
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