人教版 (2019)選擇性必修2實(shí)驗(yàn)活動(dòng) 簡(jiǎn)單配合物的形成導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：簡(jiǎn)單配合物的形成1．了解配合物的形成。2．加深對(duì)配合物的認(rèn)識(shí)。　實(shí)驗(yàn)器材：試管、膠頭滴管；實(shí)驗(yàn)試劑：硫酸銅溶液、氨水、硝酸銀溶液、氯化鈉溶液、氯化鐵溶液、KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、蒸餾水、乙醇。1．簡(jiǎn)單配合物的形成序號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋(1)向盛有硫酸銅溶液的試管中加入氨水繼續(xù)滴加氨水再加入乙醇 (2)向盛有氯化鈉溶液的試管里滴幾滴硝酸銀溶液再滴入氨水提示：(1)生成藍(lán)色絮狀沉淀　Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH　藍(lán)色絮狀沉淀溶解，得到深藍(lán)色溶液　Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－　析出深藍(lán)色的晶體　乙醇的極性較小，降低了鹽的溶解度　(2)生成白色沉淀　Ag＋＋Cl－===AgCl↓　白色沉淀溶解，得到無(wú)色溶液　AgCl＋2NH3===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－2．簡(jiǎn)單離子與配離子的區(qū)別實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋(1)向盛有少量蒸餾水的試管里滴加2滴氯化鐵溶液，然后再滴加2滴KSCN溶液 (2)向盛有少量蒸餾水的試管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴KSCN溶液提示：(1)溶液變紅色　Fe3＋可與SCN－形成紅色的配離子　(2)無(wú)明顯現(xiàn)象　K3[Fe(CN)6]與SCN－不能形成紅色物質(zhì)角度1：簡(jiǎn)單配合物的形成【典例1】(2021·邯鄲高二檢測(cè))配合物在許多方面有著廣泛的用途，目前我國(guó)科學(xué)家利用配合物在能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存方面有著杰出的貢獻(xiàn)，請(qǐng)根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：(已知：Cr2O在溶液中為橙色，CrO在溶液中為黃色)(1)下列反應(yīng)曾用于檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛：2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH①基態(tài)Cr原子價(jià)層電子排布圖為________；配合物[Cr(H2O)6]3＋中與Cr3＋形成配位鍵的原子是________(填元素符號(hào))。②CH3CH2OH與H2O可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)?/span>______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)有下列實(shí)驗(yàn)：①呈天藍(lán)色的離子的化學(xué)式為___________________________________，加氨水產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)添加氨水，沉淀溶解的離子方程式為______________________________________________________________，溶劑X可以是________(填名稱)。②該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明NH3、H2O與Cu2＋結(jié)合的能力由強(qiáng)到弱的順序是__________________________________________________________。③下列有關(guān)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的“操作→現(xiàn)象→解釋”均正確的是________。選項(xiàng)操作現(xiàn)象解釋A向某溶液中滴加KSCN溶液產(chǎn)生紅色沉淀Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓B向由0.1 mol CrCl3·6H2O配成的溶液加入足量AgNO3溶液產(chǎn)生0.2 mol沉淀已知Cr3＋的配位數(shù)為6，則CrCl3·6H2O的化學(xué)式可表示為[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2OC向溶液K2Cr2O7溶液中先滴加3滴濃硫酸，再改加10滴濃NaOH溶液先橙色加深，后變?yōu)辄S色溶液中存在Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋D向AgCl懸濁液中滴加氨水沉淀溶解AgCl不溶于水，但溶于氨水，重新電離成Ag＋和Cl－【解析】(1)①Cr位于周期表第四周期ⅥB族，原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s1，價(jià)層電子排布圖為；配合物[Cr(H2O)6]3＋中Cr3＋為中心離子，H2O為配體，O原子提供孤電子對(duì)，與Cr3＋形成配位鍵，形成配位鍵的原子是O；②CH3CH2OH與H2O可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)?/span>H2O與CH3CH2OH分子間能形成氫鍵；(2)①呈天藍(lán)色的離子的化學(xué)式為[Cu(H2O)4]2＋；繼續(xù)添加氨水，沉淀溶解的離子方程式為Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－；加入X的作用是降低溶劑的極性，減小Cu(NH3)4SO4·H2O的溶解度，試劑X可以是乙醇；②天藍(lán)色的離子[Cu(H2O)4]2＋最終轉(zhuǎn)換成了深藍(lán)色的[Cu(NH3)4]2＋，說(shuō)明NH3、H2O與Cu2＋結(jié)合的能力由強(qiáng)到弱的順序是NH3>H2O；③A. KSCN溶液與Fe3＋溶液作用的方程式為Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，且該反應(yīng)產(chǎn)物不是沉淀，A錯(cuò)誤；B．CrCl3·6H2O和氯化銀的物質(zhì)的量之比是1∶2，根據(jù)氯離子守恒知，一個(gè)CrCl3·6H2O分子中含有2個(gè)氯離子，剩余的1個(gè)氯離子是配原子，所以CrCl3·6H2O的化學(xué)式可能為[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O，B正確；C．在反應(yīng)Cr2O(橙色)＋H2O2CrO(黃色)＋2H＋中，向K2Cr2O7溶液中滴加3滴濃H2SO4，氫離子濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，則溶液由橙黃色變?yōu)槌壬?，加?/span>NaOH，氫離子濃度減小，平衡正向移動(dòng)，則溶液由橙黃色變?yōu)辄S色，C正確；D．Ag＋與氨氣分子結(jié)合生成二氨合銀離子，導(dǎo)致銀離子濃度減小，促使AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－(aq)正向移動(dòng)，沉淀溶解，D錯(cuò)誤。答案：(1)①　O　②H2O與CH3CH2OH分子間能形成氫鍵　(2)①[Cu(H2O)4]2＋　Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－　乙醇?、?/span>NH3>H2O　③BC 角度2：配合物的制備及應(yīng)用【典例2】(2021·衡陽(yáng)高二檢測(cè))某興趣小組利用Cl－取代[Co(NH3)6]3＋離子中的NH3方法，制備配合物X：[Co(NH3)5Cl]Cl2。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：已知：a．配合物X 能溶于水，且溶解度隨溫度升高而增大。b．[Co(NH3)5Cl]2＋離子較穩(wěn)定，但加堿再煮沸可促進(jìn)其解離：[Co(NH3)5Cl]2＋Co3＋＋5NH3＋Cl－。c．H2O2參與反應(yīng)時(shí)，明顯放熱。請(qǐng)回答：(1)制備配合物X的總反應(yīng)方程式為_____________________________。(2)“1) NH4Cl－NH3·H2O”步驟時(shí)，如果不加NH4Cl固體，對(duì)制備過(guò)程的不利影響是_________________________________________________________。(3)“2)H2O2”加H2O2 時(shí)應(yīng)選擇________(填序號(hào))。A．冷水浴　　　　 B．溫水浴( ≈60 ℃)C．沸水浴 D．酒精燈直接加熱(4)本實(shí)驗(yàn)條件下，下列物質(zhì)均可將 Co(Ⅱ)氧化為 Co(Ⅲ)。其中可替代“2)H2O2”的是________(填序號(hào))。A．O2　　B．KMnO4 溶液　　C．Cl2　　D．HNO3(5)實(shí)驗(yàn)小組用以下思路驗(yàn)證配合物X的組成：取一定量X，加入過(guò)量濃NaOH溶液，煮沸，將生成的NH3通入一定量的稀硫酸中，再用NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余H2SO4。從以下涉及堿式滴定管的操作中，選擇正確操作并排序(潤(rùn)洗只操作一次即可)：檢漏→水洗→加標(biāo)準(zhǔn)液，潤(rùn)洗內(nèi)壁→________→________→________→________→……a．從上口倒出潤(rùn)洗液b．保持滴定管夾水平，平視滴定管刻度讀數(shù)c．裝標(biāo)準(zhǔn)溶液，調(diào)液面，靜置半分鐘d．滴定e．取下滴定管，豎直，平視滴定管刻度讀數(shù)f．從下口放出潤(rùn)洗液(6)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的敘述，正確的是________(填序號(hào))。A．“4)70 ℃”水浴加熱，有利于獲得顆粒較大的晶體 B．抽濾后，應(yīng)該用熱水洗滌晶體C．可用AgNO3和稀HNO3檢驗(yàn)配合物X是否已經(jīng)洗凈D．抽濾結(jié)束，可先打開活塞K，再關(guān)掉抽氣泵【解析】(1)制備配合物X的原料是CoCl2·6H2O、NH4Cl、NH3·H2O、H2O2、濃鹽酸，在反應(yīng)中，2價(jià)鈷被H2O2氧化為＋3價(jià)，＋3價(jià)的Co3＋和NH3以及Cl－形成配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2，總反應(yīng)方程式為2CoCl2＋H2O2＋10NH3＋2HCl===2[ Co(NH3) 5Cl] Cl2＋2H2O。(2)在“1) NH4Cl－NH3·H2O”步驟中，NH4Cl可以抑制NH3·H2O的電離，如果不加NH4Cl固體，Co2＋會(huì)和氨水形成Co(OH)2沉淀，影響配合物的生成。(3)由于H2O2參與反應(yīng)時(shí)，明顯放熱，所以“2)H2O2”加H2O2 后應(yīng)該在冰水浴中發(fā)生反應(yīng)，故選A。(4)本實(shí)驗(yàn)是用H2O2將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，H2O2的還原產(chǎn)物是水，不會(huì)引入新雜質(zhì)，若選擇可以替代H2O2的氧化劑，也不能引入新雜質(zhì)?？梢赃x擇O2和Cl2，O2的還原產(chǎn)物是水，Cl2的還原產(chǎn)物是Cl－，水和Cl－在本實(shí)驗(yàn)中均不是雜質(zhì)。KMnO4的還原產(chǎn)物是Mn2＋，引入新雜質(zhì)Mn2＋和K＋，HNO3的還原產(chǎn)物是NO或NO2，雖然NO或NO2會(huì)從溶液中逸出，不會(huì)引入新雜質(zhì)，但會(huì)污染環(huán)境，所以選擇A、C。(5)用NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定H2SO4，操作依次為檢漏→水洗→加標(biāo)準(zhǔn)液，潤(rùn)洗內(nèi)壁→從下口放出潤(rùn)洗液→裝標(biāo)準(zhǔn)溶液，調(diào)液面，靜置半分鐘→取下滴定管，豎直，平視滴定管刻度讀數(shù)→滴定，故答案為f c e d。(6)A.“4)70 ℃”水浴加熱相比于直接加熱，有利于獲得顆粒較大的晶體，便于過(guò)濾，正確；B.[Co(NH3)5Cl]Cl2的溶解度隨溫度升高而增大，所以抽濾后，應(yīng)該用冷水洗滌晶體，錯(cuò)誤；C.[Co(NH3)5Cl]Cl2溶于水，即使用冷水洗滌，也不可避免有部分溶于水，所以在洗滌液中一定會(huì)有Cl－，所以不能用檢驗(yàn)Cl－的方法檢驗(yàn)[Co(NH3)5Cl]Cl2是否洗滌干凈，可以檢驗(yàn)NH，錯(cuò)誤；D.抽濾結(jié)束，應(yīng)先打開活塞K通氣，再關(guān)掉抽氣泵，正確。答案：(1)2CoCl2＋H2O2＋10NH3＋2HCl===2[ Co(NH3)5Cl]Cl2＋2H2O(2)形成Co(OH)2沉淀，影響配合物的生成(3)A(4)A、C　(5)f c e d　(6)A、D1．(2021·泰安高二檢測(cè))丁二酮肟鎳是丁二酮肟在堿性溶液(pH＝8～9)中與Ni2＋發(fā)生反應(yīng)生成的沉淀，該反應(yīng)常用作實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)鎳離子。其結(jié)構(gòu)如圖所示，下列對(duì)該物質(zhì)的分析與判斷中，正確的是(　　)A.該物質(zhì)中Ni原子具有空軌道，是配合物的配體B．該物質(zhì)中C、N、O原子存在孤電子對(duì)C．該物質(zhì)的分子中含有的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵和配位鍵D．該物質(zhì)中碳原子的雜化類型均為sp2雜化【解析】選C。由丁二酮肟鎳結(jié)構(gòu)可知，鎳原子提供空軌道，氮原子有孤電子對(duì)，二者形成配位鍵，故A錯(cuò)誤；由丁二酮肟鎳結(jié)構(gòu)可知，C原子都形成4對(duì)共價(jià)鍵，不存在孤電子對(duì)，故B錯(cuò)誤；由結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知分子中存在配位鍵，含有C===N鍵，則含有σ鍵、π鍵、氧氫之間除共價(jià)鍵外還可存在氫鍵，所以該物質(zhì)的分子中含有的化學(xué)鍵有共價(jià)鍵和配位鍵，故C正確；丁二酮肟中甲基中的碳原子都是單鍵，在與氮相連的碳上有碳氮雙鍵，因此雜化類型是sp2和sp3雜化，故D錯(cuò)誤。2．(2021·鄭州高二檢測(cè))LiMn2O4是一種無(wú)污染、成本低的鋰離子電池電極材料，某研究小組利用檸檬酸配合法制備LiMn2O4。(1)按一定配比將醋酸鋰(CH3COOLi)和醋酸錳[(CH3COO)2Mn]溶液混合后，加入檸檬酸(分子式C6H8O7)溶液中配成混料。用6 mol·L－1氨水調(diào)節(jié)pH至6.5～9，在75～85 ℃水浴中加熱，制得檸檬酸配合物(其中Mn為＋2價(jià))。裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。①滴液漏斗中a管的作用是________________________________________。②實(shí)驗(yàn)室用14.8 mol·L－1濃氨水配制250 mL 6 mol·L－1的氨水需要的儀器有膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、量筒、________________________________。③調(diào)節(jié)pH至6.5～9是為了促進(jìn)檸檬酸電離。pH不能大于9的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。④用水浴加熱的目的是______________________________________。(2)將制得的配合物在烘箱中真空干燥得到固態(tài)檸檬酸配合物前驅(qū)體，研磨后焙燒，得LiMn2O4。①檸檬酸配合物前驅(qū)體應(yīng)放在________(填儀器名稱)中焙燒。②焙燒需要在空氣中進(jìn)行的原因是__________________________________________________________________________________________。③焙燒產(chǎn)生的氣體是________。(3)測(cè)定產(chǎn)品中錳的含量：準(zhǔn)確稱取0.100 0 g的產(chǎn)品試樣，加入足量濃鹽酸溶液加熱溶解，驅(qū)趕溶液中殘留的Cl2，配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液于錐形瓶中用0.020 0 mol·L－1EDTA(Mn2＋與EDTA按1∶1絡(luò)合)滴定，消耗EDTA溶液的體積V mL。樣品中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。【解析】(1)①a管能平衡滴液漏斗和三頸燒瓶中的氣壓，滴液漏斗中a管的作用是使漏斗內(nèi)氨水順利流下。②配制步驟有計(jì)算、量取、稀釋、冷卻、移液、洗滌、定容、搖勻等操作，一般用量筒量，用藥匙取用藥品，在燒杯中稀釋(可用量筒量取水)，冷卻后轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，當(dāng)加水至液面距離刻度線1～2 cm時(shí)，改用膠頭滴管滴加，所以需要的儀器為量筒、燒杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、膠頭滴管。對(duì)照以上過(guò)程：實(shí)驗(yàn)室用14.8 mol·L－1濃氨水配制250 mL 6 mol·L－1的氨水需要的儀器有膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、量筒、缺少的儀器為250 mL容量瓶。③LiOH溶解度較小、Mn(OH)2難溶，調(diào)節(jié)pH至6.5～9是為了促進(jìn)檸檬酸電離。pH不能大于9的原因是堿性太強(qiáng)，鋰和錳離子會(huì)轉(zhuǎn)化成沉淀。④反應(yīng)需在75～85 ℃進(jìn)行，用水浴加熱的目的是受熱均勻，便于控制溫度。(2)①固體應(yīng)在坩堝中灼燒，檸檬酸配合物前驅(qū)體應(yīng)放在坩堝中焙燒。②檸檬酸配合物(其中Mn為＋2價(jià))，研磨后焙燒，得LiMn2O4(其中Mn平均化合價(jià)為＋3.5)，焙燒需要在空氣中進(jìn)行的原因是產(chǎn)品中的錳元素化合價(jià)比檸檬酸配合物中的高，需氧氣氧化。③焙燒后有機(jī)物中的碳變成CO2，氫變成水蒸氣，焙燒產(chǎn)生的氣體是CO2、水蒸氣。(3)樣品中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝×100%＝11V%。答案：(1)①平衡壓強(qiáng)，使漏斗內(nèi)氨水順利流下　②250 mL容量瓶　③堿性太強(qiáng)，鋰和錳離子會(huì)轉(zhuǎn)化成沉淀　④受熱均勻，便于控制溫度　(2)①坩堝　②產(chǎn)品中的錳元素化合價(jià)比檸檬酸配合物中的高，需氧氣氧化　③CO2、水蒸氣　(3)11V%

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