实验活动——简单配合物的形成 课件-2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修2

简单配合物的形成 实验活动 授课人：李丽萍 1 实验目的 ONE 2 实验目的 ——基于化学学科核心素养发展的探究目标 01 STEP 02 STEP 03 STEP 探究简单离子与配离子的区别；能解释配合物的某些性质及应用。体会化学的社会价值。 通过本实验活动，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。培养宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识、变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任的学科核心素养。感悟学科观念需要学科思维来支撑，需要学科实践去探究。 加深对配合物的认识，了解配合物的形成过程。 2 实验原理 TWO 4 配合物是由中心原子或离子与一定数目的中性分子或阴离子以配位键结合而形成的一类化合物。 中心离子形成配合物后性质不同于原来的金属离子，具有新的化学特性。 实验原理 5 3 实验方案、实验过程 THREE 6 简单配合物的形成 实验步骤 实验结果 实验现象 向盛有少量0.1mol/L NaCl溶液的试管中滴加几滴0.1mol/L AgNO3溶液 再滴入1 mol/L氨水，振荡 【实验1】 产生白色沉淀 沉淀消失，得到澄清的无色溶液 7 加NaCl溶液 逐滴加氨水 AgNO3溶液 AgCl沉淀 沉淀消失，得澄清的无色溶液 Ag+ + Cl- = AgCl↓ AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl- 二氨合银离子 【实验现象解释】 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl－(aq) + 2NH3·H2O [Ag(NH3)2]+ = 沉淀溶解平衡 【实验2】 实验步骤 实验结果 实验现象 向盛有4mL 0.1mol/L CuSO4溶液的试管中滴加几滴1mol/L氨水 继续滴加氨水，并振荡试管 生成蓝色沉淀 沉淀溶解，得到深蓝色溶液 9 氨水 氨水 产生蓝色沉淀 Cu2＋＋2NH3·H2O == Cu(OH)2↓＋2 氨水过量后沉淀逐渐溶解得到深蓝色的透明溶液 Cu(OH)2(s) Cu2+(aq) + 2OH－(aq) CuSO4(aq) 沉淀溶解平衡 Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ 【实验现象解释】 （深蓝色） 【实验3】 将实验2所得深蓝色溶液分为三份，第一份滴加NaOH溶液、第二份滴加BaCl2溶液，观察有何现象。 加入试剂 NaOH溶液 BaCl2溶液 实验现象描述 结论 解释 [Cu(NH3)4]SO4 == [Cu(NH3)4]2+ + SO42- Cu(NH3)4 SO4 內界配离子 外界 配合物的内界与外界之间是离子键，容易电离，内界一般很难电离 无沉淀生成 产生白色沉淀 溶液中几乎没有游离的Cu2+，但有大量的 实验结果 实验现象描述 解释 【实验4】 第三份加入5mL 95%的乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，观察有何现象。 析出深蓝色晶体 溶剂极性：乙醇 < 水 [Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小 [Cu(NH3)4]2＋＋＋H2O === [Cu(NH3)4]SO4· H2O↓ 乙醇 配合物晶体制备（降低溶剂极性法） 配合物中的化学平衡—铜离子与氯离子的配合 【实验1】 取棕黄色的氯化铜于试管中，缓慢向试管中加水至大量，观察颜色变化。 加入水 少量 大量 实验现象描述 猜想 （提示： [CuCl4]2- 为棕黄色） 在溶液中可能存在着两种配离子，如果溶液较浓，则主要显示四氯合铜配离子的棕黄色，如果水多，则主要显示四水合铜配离子的蓝色，介于二者之间，会呈现绿色。 溶液 呈绿色 溶液 变蓝色 即存在以下平衡： Cu2+ + 4Cl- [CuCl4]2- 棕黄色 Cu2+ + 4H2O [Cu(H2O)4]2+ 蓝色 13 实验2 将上述实验所得蓝色加入少量氯化钠固体，振荡，观察溶液颜色的变化；再加水，观察溶液颜色的变化。 实验3 现象：加入氯化钠固体，溶液变绿色，再加水，溶液又变蓝色 验证猜想 改变蓝色氯化铜溶液的温度，观察现象。 现象：加热，溶液变绿色；冷却，溶液又变蓝色 NaCl 水 增大Cl-浓度能生成更多的[CuCl4]2- 【现象解释及结论】 加水能生成更多的 [Cu(H2O)4]2+ 加热 冷却 加热能生成更多的[CuCl4]2- 冷却能生成更多的 [Cu(H2O)4]2+ 氯化铜溶液中存在以下平衡： Cu2+ + 4Cl- [CuCl4]2- 棕黄色 Cu2+ + 4H2O [Cu(H2O)4]2+ 蓝色 简单离子与配离子的区别 实验步骤 实验结果 实验现象 （1）向盛有0.1mol/L FeCl3溶液的试管中滴加2滴KSCN溶液 （2）向盛有0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液的试管中滴加2滴KSCN溶液 溶液变红色 KSCN 溶液 无明显变化 KSCN 溶液 16 溶液变为血红色 FeCl3溶液黄色 n = 1~6，随SCN-的浓度而异 实验原理 ………… Fe3+ +SCN- Fe(SCN)2+ Fe(SCN)2+ +SCN- + SCN- Fe3+ +nSCN- [Fe(SCN)n]3-n 【实验现象解释】 KSCN 溶液 【实验现象解释】 KSCN 溶液 K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 CN-的配位能力强于SCN-，[Fe(CN)6]- 很稳定，转化为硫氰化铁的反应正向进行的趋势很小 【定量分析】 向盛有少量0.1mol/L K3[Fe(CN)6]溶液的试管中滴加2滴硫氰化钾溶液，为何不能转变为红色的Fe(SCN)3溶液？ Fe3++6CN- Fe(CN)63－ K稳 [Fe(CN)63－]=1.0×1042 已知：Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 K稳 [Fe(SCN)3]=1.0×105 解析：Fe(CN)63－ + 3SCN- Fe(SCN)3 + 6CN- K = K稳 [Fe(CN)63－]/K稳 [Fe(SCN)3] = (1.0×105)/(1.0×1042) = 1.0×10－37 平衡常数 K=1.0×10－37，说明此配位反应正向进行的趋势很小。 19 4 实验反思 FOUR 20 【问题与讨论】 根据“简单离子与配离子的区别”的实验结果回答下列问题: 1. K3[Fe(CN)6]在水中可以电离出配离子[Fe(CN)6]3-，该配离子的中心离子、配体是什么？配位数是多少？[Fe(CN)6]3-和Fe3+的性质一样吗？ 提示:中心离子：Fe3+，配体：CN-，配位数：6。 [Fe(CN)6]3- 和Fe3+的性质不一样。 2. FeCl3与K3[Fe(CN)6]都含有+3价铁，在溶液中是否都能电离出Fe3+? 提示:FeCl3在溶液中能电离出Fe3+，K3[Fe(CN)6]在溶液中电离出Fe3+的程度极小。 21 3. 实验中加入极性较小的溶剂(95%乙醇)，并用玻璃棒摩擦试管壁，这两个操作各自的目的是什么？ 提示:[Cu(NH3)4]SO4在水中（极性大）的溶解度大，加入极性小的溶剂后，混合溶剂的极性减小，配合物在其中的溶解度下降，使其达到饱和析出。玻璃棒摩擦试管壁可以加快结晶速度，与加入晶种来加速结晶的原理一样。 22 5 实验小结 FIVE 23 【小结】 1. 当简单离子形成配离子时其性质往往有很大变化。 如：溶解性，AgCl→[Ag(NH3)2]Cl，由难溶于水的沉淀，转变为易溶于水的物质。 颜色，颜色变化就是一种常见的现象，我们根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN-在溶液中可生成配位数为1~6的配离子，这些配离子的颜色是红色的。 稳定性， 配位键越强，配合物越稳定，Cu2+在不同配体之间传递时，由弱配体向强配体的转化，只需加入强配体即可；而逆向的转化，往往是通过对强配体的破坏或强制性的平衡移动才能实现。 通过简单配合物的形成实验，可以得出一些结论： [Cu(H2O)4]2+ [Cu(NH3)4]2+ Cu(OH)2 氨水 氨水 24 血红蛋白 维生素B12 叶绿素 固氮酶 电镀 王水溶金 照相技术定影 助熔剂 抗癌药物 ——顺铂 污水处理 汽车尾气净化 激光材料 超导材料 在生命体 中的应用 在生产生活 中的应用 其他 领域 在医药中 的应用 2. 内界中心离子和配体之间是配位键，能电离，但是微弱的，可逆的！ [CuCl4]2- [Cu(H2O)4]2- Cu(OH)2 [ Cu(NH3)4]2- NH3 H+ H2O Cl- OH- H+ 3. 简单配合物的形成实验在化学研究和教学中具有重要的应用价值。 而配位化合物在生命体、生产生活、医药等领域都有着广泛的应用。 化学 我们的生活 我们的未来 THANKS！ $$