第2章 微项目 补铁剂中铁元素的检验——应用配合物进行物质检验-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案教用word（鲁科版2019）

化学　选择性必修2 导学案 L 补铁剂中铁元素的检验　　　　　　 应用配合物进行物质检验 项目学习目标1.了解金属离子可以形成丰富多彩的配合物，许多配合物都具有颜色；知道可以利用形成的配合物的特征颜色对金属离子进行定性检验。2.了解配合物的稳定性各不相同，配合物之间可以发生转化；知道如何在实验过程中根据配合物的稳定性及转化关系选择实验条件。 项目活动1　补铁药片中铁元素价态的检验 1.补铁药片中铁元素价态的检验方法 (1)补铁药片中可能含有其他还原剂，所以在检验Fe2＋时，酸性KMnO4溶液褪色只能说明溶液中存在具有还原性的物质。 (2)由于Fe2＋具有还原性，药品在保存过程中可能生成Fe3＋。Fe2＋与Fe3＋在水溶液中均有颜色，但是在浓度较低时肉眼几乎观察不到；不过它们形成的配合物往往会显示特征颜色，且颜色较深。例如，向几乎无色的0.001 mol·L－1 Fe3＋溶液中滴加KSCN溶液后，溶液立即变红。 2．溶液pH对配合物形成的影响 Fe3＋的水合离子[Fe(H2O)6]3＋呈淡紫色(稀溶液时为无色)，但是Fe3＋极易水解，故未充分酸化的水溶液会由于有[Fe(OH)]2＋存在而显黄色。随着pH升高，Fe3＋水解程度增大，可生成Fe(OH)3胶体或沉淀。用KSCN溶液检验Fe3＋时，SCN－会与OH－竞争结合Fe3＋。由于OH－更易与Fe3＋结合，在pH>3时，SCN－无法竞争到Fe3＋；在pH<3时，OH－浓度很小，这时SCN－可以竞争到Fe3＋，从而能观察到溶液变红色。由此可知，用SCN－检验Fe3＋须在酸性条件下进行。 项目活动2　寻找更优的检验试剂 1.筛选检验试剂的思路 配合物的颜色越深，越利于检验出金属离子；稳定性越强，受环境干扰越小。 2．检验试剂与使用条件 (1)邻二氮菲的结构简式为，N原子与Fe2＋通过配位键能形成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子，这种离子可表示为[Fe(phen)3]2＋，其显色与溶液的pH有关，pH适宜范围是2～9。该配合物的特征颜色常用于Fe2＋浓度的测定。 (2)亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]、铁氰化钾K3[Fe(CN)6]可以分别与Fe3＋、Fe2＋生成蓝色沉淀，也常作为两种离子的检验试剂。 3．影响配合物转化的因素 (1)配合物的稳定性：一般是配体中可配位的原子越多越稳定，稳定性弱的配合物在一定条件下容易转化成稳定性强的配合物。 (2)其他因素：溶液的酸碱性、中心离子和配体浓度。 4．螯合物 (1)螯合物是具有环状结构的配合物，是通过两个或多个配体与同一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到。 (2)螯合物比金属离子与其配体生成的类似配合物有更高的稳定性，由螯合作用得到的某些金属螯合剂用途很广。例如，EDTA为六齿螯合剂，可用于水的软化、食物的保存等；环状配体冠醚类螯合剂适用于碱金属、碱土金属的分离和分析。 1．某些补铁剂的成分中含有硫酸亚铁，长期放置会因氧化而变质。检验硫酸亚铁是否变质的试剂是(　　) A．稀盐酸 B．KSCN溶液 C．氯水 D．铁粉 答案：B 2．EDTA－2Na(结构如图所示)在配位反应和溶液中金属离子的含量测定中有着重要的应用。下列关于EDTA－2Na的说法正确的是(　　) A．EDTA－2Na是二元有机羧酸 B．EDTA－2Na溶液中存在的阳离子为Na＋，阴离子为EDTA2－ C．EDTA－2Na在溶液中与金属离子配位时，所有的N、O原子均能形成配位键 D．溶液中EDTA－2Na形成的阴离子可以与金属离子形成6个配位键 答案：D 解析：EDTA－2Na是盐，A错误；EDTA－2Na溶液中，1个EDTA2－可以电离出2个H＋，生成EDTA4－，B错误；EDTA4－中N原子和形成单键的O原子能与金属离子形成配位键，而形成双键的O原子不能形成配位键，C错误；EDTA4－的2个N原子和4个形成单键的O原子均能与金属离子形成配位键，故形成的配位键为6个，D正确。 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 配合物的转化 配位数 中心离子化合价的判断 配合物中化学键的分析 配位数、配位键 配合物的制备与分析 配位键 题号 8 9 10 11 12 难度 ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对点 铁元素的检验实验 配合物化学式的确定 配合物的组成 配位键 配合物的形成及化学式的确定 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．Co2＋与SCN－生成蓝色Co(SCN)＋，可利用该反应检出Co2＋；若溶液也含Fe3＋，为避免[Fe(SCN)n]3－n的红色干扰，可在溶液中加入NaF，将Fe3＋掩蔽起来。这是由于生成(　　) A．难溶的FeF3 B．难电离的FeF3 C．难电离的[FeF6]3－ D．难溶的Fe(SCN)F2 答案：C 2．铁强化酱油中加有NaFeEDTA，其配离子结构如图，则Fe3＋的配位数为(　　) A．3 B．4 C．5 D．6 答案：D 3．由配位键形成的离子[Pt(NH3)6]2＋和[PtCl4]2－中，铂离子的化合价(　　) A．都是＋8 B．都是＋6 C．都是＋4 D．都是＋2 答案：D 4．下列关于配合物[Cu(NH3)4]SO4的叙述错误的是(　　) A．Cu2＋和NH3之间以配位键结合 B．[Cu(NH3)4]2＋和SO之间以离子键结合 C．Cu2＋和NH3之间以离子键结合 D．[Cu(NH3)4]SO4在水中电离成[Cu(NH3)4]2＋和SO 答案：C 解析：配合物[Cu(NH3)4]SO4中氮原子提供孤电子对，所以氨气分子是配体，铜离子提供空轨道，Cu2＋和NH3之间以配位键结合；[Cu(NH3)4]2＋是内界，SO是外界，以离子键结合；[Cu(NH3)4]SO4在水中电离成[Cu(NH3)4]2＋和SO。 5．实验室测定铁的含量可用络合剂邻二氮菲()，它遇Fe2＋形成橙红色配离子，结构如图，下列说法不正确的是(　　) A．邻二氮菲中C和N均采用sp2杂化 B．该橙红色配离子中配位数为6 C．铁与氮之间的化学键为离子键 D．邻二氮菲中所有原子共平面 答案：C 解析：Fe与N之间的化学键为配位键。 6．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液；在深蓝色溶液中加入等体积的95%乙醇，深蓝色溶液变浑浊，静置后有深蓝色晶体析出。下列说法正确的是(　　) A．[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 B．[Cu(NH3)4]2＋的空间结构为平面正方形，中心离子Cu2＋采取sp3杂化 C．[Cu(NH3)4]SO4会与乙醇发生反应生成深蓝色晶体 D．[Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子，其水溶液中也含有NH3分子 答案：A 解析：中心离子Cu2＋若采用sp3杂化，则[Cu(NH3)4]2＋的空间结构为正四面体形，B错误；[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中溶解度很小，故加入95%乙醇，有深蓝色晶体析出，C错误；[Cu(NH3)4]SO4中不含NH3分子，其中的NH3作为配体在内界，故水溶液中不存在NH3分子，D错误。 7．(2024·江西省重点中学高三联考)金属配合物是有机金属催化不对称反应中的一类重要的中间体，M为Cu(Ⅰ)形成的配离子，其结构如图所示。(Me为甲基，Ph为苯基) 下列叙述正确的是(　　) A．第一电离能：O>N>C B．M中只有N与Cu(Ⅰ)形成配位键 C．1 mol M含4 mol不对称碳原子 D．M所含元素中，氮的电负性最大 答案：C 解析：第一电离能：N>O>C，A错误；由题图知，M中O、N提供孤电子对与Cu(Ⅰ)形成配位键，B错误；Ph连接的碳原子均为不对称碳原子，故C正确；M所含元素中，氧的电负性最大，D错误。 8．探究补铁剂[主要成分：氯化血红素(含＋2价铁)、富锌蛋白粉、维生素C、乳酸、葡萄糖浆]中铁元素是否变质。先取少量补铁剂，用酸性丙酮溶解后制成溶液。 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 取待测液，加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入少量H2O2，溶液不变红 取实验Ⅰ所得溶液，再加入少量KSCN溶液，无明显现象；再加入H2O2溶液，溶液变为红色 取实验Ⅰ所得溶液，加入少量盐酸，无明显现象，继续加入H2O2溶液至过量，溶液先变红后褪色 下列说法不正确的是(　　) A．实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，与KSCN溶液的用量无关 B．实验Ⅰ中加入H2O2溶液后不变红，可能是H2O2被维生素C还原了 C．实验Ⅲ中溶液红色褪去，可能是H2O2将SCN－氧化了 D．实验说明，该补铁剂中＋2价铁在酸性条件下才能被H2O2氧化 答案：D 解析：实验Ⅰ中加入KSCN溶液无明显现象，实验Ⅱ中再加入少量KSCN溶液，仍无明显现象，从而表明溶液中的现象与KSCN溶液的用量无关，A正确；补铁剂中含有Fe2＋，实验Ⅰ中加入能将Fe2＋氧化为Fe3＋的H2O2溶液后，溶液仍不变红，则表明H2O2被其他还原剂还原，所以可能是H2O2被维生素C还原了，B正确；实验Ⅲ中溶液变红，表明生成了[Fe(SCN)n]3－n，但当H2O2加入过量后，溶液的红色褪去，则表明[Fe(SCN)n]3－n的结构被破坏，因为H2O2不能氧化Fe3＋，所以可能是H2O2将SCN－氧化了，C正确；实验Ⅲ中加入盐酸，Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，在实验Ⅱ中未加盐酸，Fe2＋也被H2O2氧化为Fe3＋(溶液变为红色，表明反应生成了＋3价的Fe)，所以该补铁剂中＋2价铁被H2O2氧化并不一定需要酸性条件，D不正确。 9．0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，此氯化铬最可能是(　　) A．[Cr(H2O)6]Cl3 B．[Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O D．[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O 答案：C 解析：0.01 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)在水溶液中用过量的AgNO3处理，产生0.01 mol AgCl沉淀，说明1 mol氯化铬(CrCl3·6H2O)中有1 mol氯离子在外界，其余在内界，而正三价铬为六配位，则此氯化铬最可能是[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O。 10．配合物Na2[Fe(CN)5(NO)]可用于离子检验，下列说法不正确的是(　　) A．此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键 B．配离子为[Fe(CN)5(NO)]2－，配位数为6，配位原子有C和N C．中心离子是Fe3＋ D．该配合物为离子化合物，易电离，1 mol配合物电离共得到3 mol阴、阳离子 答案：A 解析：Na＋与[Fe(CN)5(NO)]2－之间存在离子键，NO、CN－与Fe3＋形成配位键，CN－中碳原子与N原子之间、NO中N原子和O原子之间存在极性共价键，不存在非极性键，A错误。 二、非选择题 11．配位键是一种特殊的化学键，其中共用电子对由某原子单方面提供。如NH就是由NH3(氮原子提供共用电子对)和H＋(缺电子)通过配位键形成的。据此回答下列问题。 (1)下列粒子中存在配位键的是________(填字母)。 A．CO2 B．H3O＋ C．CH4 D．Fe(SCN)3 (2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性，试写出其电离方程式：________________________________________________________________________。 (3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初科学家提出了两种观点： Ⅰ. ；Ⅱ.H—O—O—H。式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：a.将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水；b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。 ①如果H2O2的结构如Ⅰ所示，实验c中化学反应方程式为______________________________ _________________________________________________________________________________________________________________(A写结构简式)。 ②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)BD　 (2)H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－ (3)① ②用无水硫酸铜检验实验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案) 解析：(2)硼原子为缺电子原子，H3BO3的电离实质是B原子和水中的OH－形成配位键，水产生的H＋表现出酸性。 12．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银沉淀，AgCl的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。 ①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。 CoCl3·6NH3：______________，CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：______________。 ②上述配合物中，中心离子的配位数都是________。 (2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成红色，该反应可以用化学方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合，请按要求填空： ①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供________，SCN－提供________，二者通过配位键结合。 ②Fe3＋与SCN－配合时，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显红色，则该配离子的化学式是____________。 答案：(1)①[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)4Cl2]Cl　②6 (2)①空轨道　孤电子对　②[Fe(SCN)]2＋ 解析：(1)1 mol CoCl3·6NH3与足量AgNO3溶液反应生成3 mol AgCl，说明1 mol CoCl3·6NH3中有3 mol Cl－为外界离子，配体为NH3，所以其化学式为[Co(NH3)6]Cl3，钴离子的配位数为6；1 mol CoCl3·5NH3与足量AgNO3溶液反应生成2 mol AgCl，说明1 mol CoCl3·5NH3中有2 mol Cl－为外界离子，则配体为NH3和Cl－，其化学式为[Co(NH3)5Cl]Cl2，钴离子的配位数为6；1 mol CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)与足量AgNO3溶液反应均生成1 mol AgCl，说明1 mol CoCl3·4NH3中有1 mol Cl－为外界离子，则配体为NH3和Cl－，其化学式为[Co(NH3)4Cl2]Cl，钴离子的配位数为6。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$