4.2.2 配合物的性质与应用 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （苏教版2019，闽苏桂蒙陕冀）

第2课时　配合物的性质与应用 专题4　第二单元 1.从微观角度理解配合物的形成对物质性质的影响。 2.了解配合物在生活、生产和科学实验中的应用。 核心素养 发展目标 一、配合物的形成对性质的影响 二、配合物的应用 课时对点练 内容索引 配合物的形成对性质的影响 一 1.颜色的改变 当简单离子形成配离子时其性质往往有很大的差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，据此可以判断配离子是否生成。如Fe3＋与SCN－在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子(血红色)，反应的离子方程式为_______________________________。 Fe3＋＋nSCN－===[Fe(SCN)n](3－n)＋ 2.溶解度的改变 一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物可以分别溶解于过量的Cl－、Br－、I－、CN－和氨中，形成可溶性的配合物。 如难溶的AgCl可溶于过量的浓盐酸和氨水，形成配合物，反应的离子方程式分别为 AgCl＋HCl(浓)===[AgCl2]－＋H＋； AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O。 3.溶液的酸碱性强弱的改变 氢氟酸是一种弱酸，若通入BF3或SiF4气体，由于生成了HBF4或H2SiF6而使溶液成为强酸溶液。配位体与中心原子配合后，可以使其酸性或碱性增强，如Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O，碱性增强。 4.稳定性增强 配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键 ，配合物越稳定。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键 ，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与___分子结合，血红素失去输送 的功能，从而导致人体CO中毒。 越强 强 O2 氧气 1.[Cu(NH3)4]2＋与[Cu(H2O)4]2＋哪个配离子更稳定？原因是什么？ 深度思考 提示　[Cu(NH3)4]2＋更稳定。因为N和O都有孤电子对，但O电负性大，吸引孤电子对的能力强，故NH3提供孤电子对的能力比H2O大。 2.NH3与Cu2＋形成配合物，但NF3很难与Cu2＋形成配合物，原因是什么？ 提示　电负性：F＞H，使得NF3提供孤电子对的能力小于NH3。 3.CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是_______________ _______________(用离子方程式表示，已知[AlF6]3－在溶液中可稳定存在)。 3CaF2＋Al3＋=== 3Ca2＋＋[AlF6]3－ (1)配合物的稳定性 配合物具有一定的稳定性。配合物中的配位键越强，配合物越稳定。当作为中心原子的金属原子(或离子)相同时，配合物的稳定性与配位体的性质有关。 (2)配位键的稳定性 ①电子对给予体形成配位键的能力：NH3＞H2O。 ②接受体形成配位键的能力：H＋＞过渡金属＞主族金属。 ③配位键越强，配合物越稳定。如稳定性：Cu2＋←OH－＜Cu2＋←NH3＜H＋←NH3。 归纳总结 1.下列叙述与形成配合物无关的是 A.Fe3＋与SCN－不能大量共存 B.向Cu与Cl2反应后的集气瓶中加少量水，溶液呈绿色，再加水，溶液 呈蓝色 C.Cu与浓HNO3反应后，溶液呈绿色；Cu与稀HNO3反应后，溶液呈蓝色 D.向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量，先出现白色沉淀，后沉 淀消失 应用体验 √ A项，涉及[Fe(SCN)]2＋等配合物的形成； B项，涉及[CuCl4]2－与[Cu(H2O)4]2＋的转化； C项，Cu与浓HNO3反应后溶液显绿色，是因为反应后生成的NO2溶于Cu(NO3)2溶液中； D项，涉及[Al(OH)4]－的形成。 2.向盛有少量氯化钠溶液的试管中滴加少量硝酸银溶液，生成白色沉淀；再向试管中滴加浓氨水，沉淀溶解。 (1)写出上述实验中发生反应的化学方程式： ①________________________________； ②______________________________________。 (2)在上述实验发生化学反应所涉及的物质中，属于配合物的是_______ _______(写名称)。 应用体验 NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 AgCl＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]Cl＋2H2O 氨合银 氯化二 (3)在上述实验中，生成白色沉淀的原因是________________________ ______________；白色沉淀溶解的原因是_________________________ _______。 (4)欲将混合在同一溶液中的Al3＋、Ag＋分离开，可选择一种试剂，它是________。 应用体验 水中溶解度小) AgCl难溶于水(或AgCl在 [Ag(NH3)2]Cl(或[Ag(NH3)2]＋) 更稳定 浓氨水 氯化银难溶于水，氯化钠与硝酸银在溶液里反应生成的白色沉淀是氯化银。由配合物[Ag(NH3)2]OH知，氯化银溶于浓氨水的原因应是生成了稳定性更强的配合物[Ag(NH3)2]Cl。已知[Ag(NH3)2]OH读作氢氧化二氨合银，则[Ag(NH3)2]Cl应读作氯化二氨合银。向Al3＋、Ag＋的混合溶液中滴加浓氨水至过量，发生化学反应：Al3＋＋3NH3·H2O=== 返回 配合物的应用 二 1.配合物在化学分析中的应用 (1)物质检验 如Fe3＋的检验：Fe3＋与SCN－形成血红色的配离子；醛基的检验：常用试剂为银氨溶液，其溶质[Ag(NH3)2]OH是一种配合物。 (2)物质的分离 多种金属离子共同存在时，要测定(或分离)其中一种金属离子，由于其他金属离子往往会与试剂发生同类型反应而干扰测定，因此常用配合物来防止杂质离子的干扰。 (3)定量测定物质的组成。 2.配合物在工业生产中的应用 (1)湿法冶金：可以用配合物的溶液直接从矿石中把金属浸取出来，再用适当的还原剂还原成金属单质。 (2)分离和提纯：由于制备高纯物质的需要，对于那些性质相近的稀有金属，常利用生成配合物来扩大一些性质上的差别，从而达到分离、提纯的目的。 (3)设计合成具有特殊功能的分子，如激光材料、超导材料、抗癌药物等。 3.配合物在生命体中的应用 许多酶的作用与其结构中含有形成配位键的金属离子有关。 (1)白色CuSO4固体溶于水得蓝色溶液是形成了配合物离子[Cu(H2O)4]2＋ (2)检验葡萄糖分子中醛基的试剂银氨溶液中，[Ag(NH3)2]＋是一种配合物离子 (3)用KSCN检验溶液中的Fe3＋时生成血红色溶液，是Fe3＋与SCN－形成了配合物离子 (4)电解Al2O3制备金属铝时的熔剂，其成分是Na3AlF6，该物质属于配合物 正误判断 √ √ √ √ 1.冶炼金的废水不能任意排放，排放前必须处理。为什么？已知：提取Au的原理为4Au＋8CN－＋2H2O＋O2===4[Au(CN)2]－＋4OH－，再用Zn还原成单质金：Zn＋2[Au(CN)2]－===2Au＋[Zn(CN)4]2－。 深度思考 提示　炼金废水中含有配合物[Au(CN)2]－和[Zn(CN)4]2－，它们可产生有毒的CN－，当H＋与CN－结合生成HCN，毒性更强，可导致鱼类等水生生物死亡，因此不能任意排放。 2.为什么Au不能溶于浓HNO3、浓盐酸和浓H2SO4，但可溶于王水？ 深度思考 提示　金能溶于王水是因为Au与王水发生反应：Au＋4HCl＋HNO3 ===H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O。 3.为什么工业水进入锅炉前都要用三聚磷酸钠(Na5P3O10)处理？ 深度思考 提示　工业水中含有较多的Ca2＋、Mg2＋等离子，长时间煮沸会生成水垢，加入三聚磷酸钠后三聚磷酸根离子可与Ca2＋、Mg2＋等离子结合生成可溶性稳定配合物，可防止水垢的沉积，以确保锅炉安全。 1.下列大气污染物中，能与人体血红蛋白中的Fe2＋以配位键结合而引起中毒的气体是 A.SO2 B.CO2 C.NO2 D.CO √ CO能与人体血红蛋白中的Fe2＋以配位键结合，CO与血红蛋白中的Fe2＋配合的能力远远大于O2与血红蛋白中Fe2＋配合的能力，因此CO一旦与血红蛋白中的Fe2＋配合，O2就很难与血红蛋白中的Fe2＋配合，人体出现缺氧现象，即引起人体中毒。 应用体验 2.向黄色的FeCl3溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应可以用化学方程式：FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。 (1)该反应的类型是______________，生成物中KCl既不是难溶物、难电离物质，也不是易挥发物质，则该反应之所以能够进行是由于生成了________的Fe(SCN)3。 应用体验 复分解反应 难电离 (2)向上述血红色溶液中继续加入浓KSCN溶液，溶液血红色加深，这是由于_______(填字母)。 a.与Fe3＋配合的SCN－数目增多 b.血红色离子的数目增多 c.血红色离子的浓度增大 应用体验 c 两种化合物之间相互交换成分，生成另外两种化合物的反应是复分解反应。复分解反应进行的条件为有气体、水、沉淀或难电离的物质生成。颜色的深浅与有色物质的浓度有关。 返回 课时对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 题组一　配合物的性质与应用 1.下列各组离子中因有配离子生成而不能大量共存的是 √ 10 11 12 13 14 15 对点训练 A项中各离子能大量共存； B项中因生成沉淀而不能大量共存； C项中因发生氧化还原反应而不能大量共存； D项中Fe3＋与SCN－生成[Fe(SCN)n](3－n)＋而不能大量共存。 2.下列过程与配合物的形成无关的是 A.除去Fe粉中的SiO2可用氢氧化钠溶液 B.向一定量的AgNO3溶液中加浓氨水至沉淀消失 C.CO与血红蛋白中的Fe2＋结合 D.向一定量的CuSO4溶液中加浓氨水至沉淀消失 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和水都不是配合物，与配合物的形成无关，故选A； 银离子和浓氨水反应生成氢氧化银沉淀，氢氧化银能和浓氨水反应生成银氨配合物，与配合物的形成有关，故不选B； CO与Fe2＋结合形成配合物，与配合物的形成有关，故不选C； 铜离子和浓氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，氢氧化铜和浓氨水反应生成铜氨配合物，与配合物的形成有关，故不选D。 3.配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是 A.以Mg2＋为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用 B.Fe2＋的卟啉配合物是输送O2的血红素 C.[Ag(NH3)2]＋是化学镀银的有效成分 D.向溶液中逐滴加入氨水，可除去硫酸锌溶液中的Cu2＋ √ D项中Cu2＋和氨水反应可形成[Cu(NH3)4]2＋，Zn2＋和氨水反应也可形成[Zn(NH3)4]2＋。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 4.已知NH3分子可与Cu2＋形成配合物离子[Cu(NH3)4]2＋，则除去硫酸铜溶液中的少量硫酸可选用的试剂是 A.NaOH B.NH3 C.BaCl2 D.Cu(OH)2 √ 除去杂质时不能引入新杂质。如果用NaOH，则引入Na＋；用BaCl2，则引入Cl－，且BaCl2与CuSO4反应；NH3与Cu2＋可形成配离子；Cu(OH)2难溶，且发生反应：H2SO4＋Cu(OH)2===CuSO4＋2H2O。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 5.(2022·甘肃张掖高台一中高二段考)已知Cu2＋在溶液中与H2O或Cl－等可形成配位数为4的配离子。某同学通过实验研究铜盐溶液颜色的变化。下列说法错误的是 A.由②③④推测，溶液中存在： [Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－ [CuCl4]2－ ＋4H2O B.溶液②中形成了[Cu(H2O)4]2＋，[Cu(H2O)4]2＋中Cu2＋采取sp3杂化 C.由④可知，Cu2＋与Cl－可能会结合产生黄色物质 D.若取少量④中溶液进行稀释，溶液会变为蓝色 √ ③中蓝色溶液加入足量NaCl固体后，④中底部的NaCl固体表面呈黄色，说明溶液中存在：[Cu(H2O)4]2＋＋ 4Cl－ [CuCl4]2－＋4H2O，A正确； [Cu(H2O)4]2＋的空间结构为平面四边 形，所以Cu2＋不为sp3杂化，B错误； 向③中溶液加入足量NaCl固体后， 底部的NaCl固体表面呈黄色，说明 Cu2＋与Cl－可能会结合产生黄色物质，C正确； ④中溶液进行稀释，[Cu(H2O)4]2＋＋4Cl－ [CuCl4]2－＋4H2O平衡逆向移动，则溶液会变为蓝色，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 6.实验室测定铁的含量可用络合剂邻二氮菲( )，它遇Fe2＋形 成红色配合物，结构如图所示， 下列说法不正确的是  A.邻二氮菲中C和N均采取sp2杂化 B.该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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 7.有三个组成均为CrCl3·6H2O的配合物，甲为亮绿色，乙为暗绿色，丙为紫色，相同物质的量的甲、乙、丙的水溶液中加入足量的AgNO3溶液，析出AgCl的物质的量之比为2∶1∶3。已知铬的配位数为6，下列说法正确的是 A.甲、乙、丙为同一物质 B.配位体均为Cl－ C.铬元素均显＋3价 D.甲的化学式为[Cr(H2O)6]Cl3 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由题意知，甲、乙、丙分子式相同，结构不同，属于不同的物质；铬的配合物中的配位数均是6，故配位体除氯离子外，还有水；三种化合物中铬元素化合价相同，均为＋3价。 题组二　复杂配合物的分析与应用 8.丁二酮肟镍是丁二酮肟在氨性溶液(pH＝8～9)中与Ni2＋发生反应生成的沉淀，该反应常用于实验室中检验镍离子。其结构如图所示，下列对该物质的分析与判断中，正确的是 A.该物质中Ni原子具有空轨道，是配合物的配位体 B.该物质中C、N、O原子存在孤电子对 C.该物质的分子中含有的化学键有共价 键和配位键 D.该物质中碳原子的杂化类型均为sp2杂化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 该物质中Ni原子具有空轨道，是配合物的 中心原子，A错误； 该物质中C原子的最外层电子均用来形成 化学键，不存在孤电子对，B错误； 甲基上中心碳原子的杂化类型为sp3杂化， 环上碳原子的杂化类型为sp2杂化，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 9.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 与铁相连的原子有N和O，其中N已形成三个键，故N与Fe之间为配位键；O－也为饱和的化学键，若与铁相连，则只能形成配位键。 10.在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。下列说法错误的是 A.该配离子中非金属元素的电负性大小 顺序为O＞N＞C＞H B.该配离子中铜离子的配位数是4，配位 原子是N和O C.基态Cu原子的外围电子排布是3d104s1 D.该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 根据同周期主族元素的电负性由左到右逐渐增大，同主族元素的电负性由上到下逐渐减小，所以该配离子中的 非金属元素的电负性大小顺序为O＞N＞C ＞H，A项正确； 根据配离子的结构可知，铜离子形成4个共 价键，配位原子为N和O，B项正确； N原子和O原子可与水分子中的H原子形成氢键，水分子中的O原子也可与配离子中的H原子形成氢键，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 11.酞菁钴近年来被广泛应用于光电材料、非线性光学材料、催化剂等方面。酞菁钴的熔点约为163 ℃，其结构如图所示 (部分化学键未画明)。下列说法正确的是 A.酞菁钴中三种非金属元素的第一电离能大小顺 序为N＞C＞H B.酞菁钴中碳原子的杂化方式有sp2杂化和sp3杂 化两种 C.与Co(Ⅱ)通过配位键结合的是2号和4号N原子 D.酞菁钴一定是离子晶体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 第一电离能大小顺序为N＞H＞C，A项错误； 酞菁钴中碳原子均形成3个σ键，没有孤电子对， 均采取sp2杂化，B项错误； N原子形成3个共价键即可达到8电子稳定结构， 所以2号和4号N原子与Co(Ⅱ)通过配位键结合， C项正确； 酞菁钴的熔点较低，酞菁钴应该属于分子晶体，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 12.分子中含有两个或两个以上中心原子的配合物称为多核配合物，如图为Co(Ⅱ)双核配合物的内界，下列说法正确的是 A.每个中心原子的配位数均为6 B.若如图结构中的氯元素为Cl－， 则其含有极性键、非极性键和 离子键 C.配合物中的C原子都是sp2杂化 D.如图结构中所有微粒共平面 √ 13.已知向含有Zn2＋的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀又溶解，生成了[Zn(NH3)4]2＋。此外，Zn(OH)2既可溶于盐酸生成Zn2＋，又可溶于过量的NaOH溶液生成 ，所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 现有四组离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，分别将两种金属离子分开。可供选择的试剂有：A.硫酸　B.盐酸　C.硝酸　D.氢氧化钠溶液　E.氨水 离子组 选用试剂(填字母) 沉淀物化学式 保留在溶液中的离子 (1)Zn2＋和Al3＋       (2)Zn2＋和Mg2＋       (3)Zn2＋和Ba2＋       (4)Mg2＋和Al3＋       E Al(OH)3 [Zn(NH3)4]2＋ D(或E) Mg(OH)2 A BaSO4 Zn2＋ D Mg(OH)2 (1)Zn2＋和Al3＋的分离：由于Zn(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，不能用酸、碱加以区分，但Zn2＋可与过量氨水反应生成[Zn(NH3)4]2＋，Al3＋无此性质，可选用试剂氨水(E)，生成沉淀Al(OH)3，保留在溶液中的离子为[Zn(NH3)4]2＋。 (2)Zn2＋和Mg2＋的分离：因Zn(OH)2有两性，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用试剂NaOH溶液(D)，沉淀为Mg(OH)2，保留在溶液中的离子为 。此外，还可用氨水(E)予以分离。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (3)Zn2＋和Ba2＋的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4能溶于水，可选用试剂H2SO4(A)，沉淀为BaSO4，保留在溶液中的离子为Zn2＋。 (4)Mg2＋和Al3＋的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中，Mg(OH)2为沉淀，且不溶于过量的NaOH溶液，可选用试剂NaOH溶液(D)，沉淀是Mg(OH)2，保留在溶液中的离子是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 14.(2023·福建南平高二期末)探究Fe3＋的配合物。 Fe3＋可与H2O、SCN－、F－等配体形成配离子，如[Fe(H2O)6]3＋、[Fe(SCN)6]3－、[FeF6]3－。按图示完成实验。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (1)[Fe(H2O)6]3＋为浅紫色，但溶液Ⅰ却呈黄色，原因是[Fe(H2O)6]3＋水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2＋，为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3＋的浅紫色，往溶液中加入的最佳试剂为______(填化学式)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 HNO3 根据[Fe(H2O)6]3＋为浅紫色，溶液Ⅰ呈黄色，原因是[Fe(H2O)6]3＋水解生成[Fe(H2O)5(OH)]2＋，为了能观察到溶液Ⅰ中[Fe(H2O)6]3＋的浅紫色，应抑制其水解，根据原溶液的阴离子为 ，所以往溶液中加入的最佳试剂为HNO3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 (2)溶液Ⅱ转化为溶液Ⅲ反应的离子方程式为________________________ _________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 [FeF6]3－＋6SCN－ [Fe(SCN)6]3－＋6F－ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15.Fe3＋在溶液中能将I－氧化。但溶液中如有大量的F－存在，则Fe3＋与F－结合生成[FeF6]3－，而不能氧化I－，由此可以证明： (1)[FeF6]3－在溶液中是否容易离解出Fe3＋？________(填“容易”或“不容易”)。 (2)Fe3＋随其________的减少而氧化性变弱。 (3)在强酸性条件下，将FeCl3、KI、NaF三种溶液混合起来，仍有I2生成，其原因是______________________________________________________ ____________________________________________。 15 综合强化 不容易 浓度 F－与H＋结合成较难电离的HF，使溶液中c(F－)减少，故结合成的[FeF6]3－减少，大量游离的Fe3＋将I－氧化成I2 返回 Al(OH)3↓＋3NH，Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH，AgOH＋2NH3· H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O。 A.K＋、Na＋、Cl－、NO B.Mg2＋、Ca2＋、SO、OH－ C.Fe2＋、Fe3＋、H＋、NO D.Ba2＋、Fe3＋、Cl－、SCN－ ZnO ZnO(或[Zn(NH3)4]2＋) AlO ZnO AlO。 NO $$