4.2 配合物的形成和应用（专项训练）化学苏教版选择性必修2

第二单元 配合物的形成和应用 题型01 配合物的成键特征 题型02 用化学符号描述配合物的形成 题型03 简单配合物的实验制备 题型04 联系配合物的组成和结构解释相关的实验现象 题型05 配合物的应用 题型01 配合物的成键特征 1.配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供孤电子对。 ②成键原子另一方能提供空轨道。 如反应NH3+H+=NH4+，NH3中的N上有1对孤电子对，H+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下： 【易错提醒】①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O、有机胺等分子，离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。 ②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni ; 还有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。 2.配合物的组成 配合物由中心离子或原子(提供空轨道)和配体(提供孤电子对)组成， 分内界和外界，以[Cu(NH3)4]SO4为例： ①中心原子(离子):提供空轨道，接受孤电子对。配合物的中心粒子一般是带正电荷的阳离子或中性原子，具有接受孤电子对的空轨道，通常是过渡元素的原子或离子，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 ②配体：提供孤电子对的离子或分子，配体可以是一种或几种。如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的原子叫做配位原子。配位原子必须有孤电子对。 ③配位数：直接同中心原子(离子)配位的分子或离子的数目叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。 ④内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为内界，与内界发生电性匹配的离子称为外界，外界和内界以离子键相结合。 ⑤配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的代数和。如[Co(NH3)5C1]n+中，中心离子为Co3+，n=2 【典例1】亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4[Fe(CN)6]=12KCN＋Fe3C＋2(CN)2↑＋N2↑＋C，下列关于该反应说法错误的是 A．已知Fe3C晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围，则铁的配位数是3 B．配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子 C．(CN)2分子中σ键和π键数目比为3∶4 D．基态Fe2＋的最高能层电子排布为3s23p63d6 【答案】A 【解析】A．由Fe3C晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围可知，碳原子的配位数为6，配位数之比等于相应原子数目反比，则Fe原子配位数为6×＝2，故A错误； B．配合物K4[Fe(CN)6]中配体为CN－，由于电负性N>C，则C原子更容易提供孤电子对，即配位原子是碳原子，故B正确； C．(CN)2分子的结构式为N≡C—C≡N，单键为σ键，三键中有1个σ键和2个π键，则σ键和π键数目比为3∶4，故C正确； D．Fe为26号元素，其原子核外共有26个电子，Fe原子失去4s轨道上的2个电子得Fe2＋，Fe2＋的最高能层电子排布为3s23p63d6，故D正确； 故选A。 【变式1-1】下列组合中，中心离子的电荷数和配位数均相同的是 ①、                 ②、 ③、                 ④、 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】B 【解析】①、中心离子为银离子和铜离子，电荷数分别为1和2，①不符合题意；②、中心离子的电荷数都为2，配位数均为4，②符合题意；③、中心离子的电荷数都为1，配位数均为2，③符合题意；④、配位数分别为4和2，中心离子的电荷数分别为2和1，④不符合题意；故选B。 【变式1-2】实验室用反应制备三氯化六氨合钴。下列有关说法正确的是 A．中子数为18的氯原子可表示为 B．的基态核外电子排布式为 C．的电子式为 D．中既含共价键、配位键又含离子键 【答案】D 【解析】A．中子数为18的氯原子可表示为，A错误；B．的基态核外电子排布式为，B错误；C．为离子化合物，由和Cl−构成，电子式为，C错误；D．NH4Cl由和Cl−构成，中N与H之间存在共价键，其中一个N−H键是配位键（N提供孤电子对，H+提供空轨道 ），与Cl−之间是离子键，D正确；故选D。 【变式1-3】共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：，下列说法正确的是 A．的体积是 B．中含有个配位键 C．的氨水溶液中分子数小于 D．中含有的孤电子对数目为 【答案】B 【解析】A．17g的物质的量为1mol，未说明1mol所处的温度和压强，无法计算其体积，A错误； B．由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为，其中含有Cl原子和Al原子形成的配位键有2个，1的配位键为2，B正确； C．0.1氨水溶液的体积未知，无法计算0.1的氨水溶液中氨气分子数目，C错误； D．孤电子对是指原子中未成键的价电子对，中NH3分子中N原子的孤电子对用于形成配位键，则N原子上无孤对电子，Cl原子和Al原子共用1个电子对，则氯原子上还有3对孤电子对，则1中含有的孤电子对数目为(3×3)NA=9，D错误； 故选B。 【变式1-4】I.溶于乙腈会生成配合物。该配合物的组成如下图所示： （1）已知该配合物中心离子的价层电子对的空间结构为四面体形，则中心离子的杂化类型为_____。 A． B． C． D． （2）该配离子中所含的配体有 。(化学式) （3）1mol该配离子中含键_____mol。 A．4 B．12 C．14 D．18 II.铁的化合物媒染剂铁氰化钾，其配离子的结构如图所示。 （4）的未成对电子数为 。 （5）中配体的空间构型为 ，配位原子的杂化类型为 ，离子中σ键和π键的比值为 。 A．1：1                    B．2：1                    C．3：1                    D．3：2 【答案】（1）C （2）、 （3）C （4）4 （5）直线形 sp A 【解析】（1）已知该配合物中心离子的价层电子对的空间结构为四面体形，该配离子中，中心原子Al形成4条单键，杂化方式为sp3杂化，故选C。 （2）是的双聚分子，溶于乙腈生成配合物时有Al-Br的断裂和离子键、共价键和配位键的形成，Al原子提供空轨道，结合结构示意图可知，CH3CN中N原子以及Br-均可提供一对孤电子对，则配体为CH3CN和Br-。 （3）1个该配合物中含有6个C-H、2个C-C，还有Al形成4条单键，共12个单键，2个碳氮三键，其中碳氮三键中有1个σ键，因此1mol该配合物中σ键数量为14mol。 （4）Fe是26号元素，价层电子排布式为3d6，未成对电子数为4。 （5）的配体为CN-，CN-的空间构型为直线形，C的电负性比N小，配位原子为C，CN-中C原子价层电子对数为1+=2，杂化类型为sp，配位键是σ键，CN-中含有碳氮三键，含有1个σ键和2个π键，离子中σ键的数目为6+6=12，π键的数目为2×6=12，σ键和π键的比值为1：1，故选A。 题型2 用化学符号描述配合物的形成 表示方法 (电子对给体)A→B(电子对接受体)或A—B。如H3O+的电子式为结构式为；[Cu(H2O)4]2+的结构式为 【典例2】下列说法正确的是 A．基态核外电子排布式： B．存在配位键，可推测的结构式为： C．是极性分子 D．分子中键角为 【答案】D 【解析】A．元素Ga为31号元素，位于元素周期表中p区，其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，故A错误；B．存在配位键，N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道，可推测的结构式为：，故B错误；C．中B原子价层电子对数为3+=3，中心原子为sp2杂化，分子构型为平面正三角形，是非极性分子，故C错误；D．由选项C可知：分子中键角为，故D正确；故选D。 【变式2-1】0.01mol在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，生成0.02 mol AgCl沉淀。已知该中Cr3+形成六个配位键，则其结构是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．若其结构为[Cr(H2O)6]Cl3，则与硝酸银反应后 生成0.03molAgCl沉淀，故A错误； B．根据题意知，氯化铬(CrCl3•6H2O)和氯化银的物质的量之比是1:2，根据氯离子守恒知，一个氯化铬(CrCl3•6H2O)化学式中含有2个氯离子，剩余的1个氯离子是配原子，所以氯化铬(CrCl3•6H2O)的化学式可能为[Cr(H2O)5Cl]Cl2•H2O，故B正确； C．根据题意知，CrCl3·6H2O中Cr3+形成六个配位键，而该结构中只存在五个配位键，故C错误； D．若其结构为[Cr(H2O)3Cl3]·3H2O的配位键为6，且与硝酸银不产生AgCl，故D错误； 答案选B。 【变式2-2】铁及铁的化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题: （1）工业上常利用Fe2+与CN—形成稳定Fe(CN)(六氰合亚铁离子)的特性来处理含CN—的工业废水。在CN—中C原子的杂化方式为 ，写出CN—的电子式: 。 （2）三氯化铁易溶于水，也易溶于乙醚等有机溶剂。它在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气中有以配位键结合的双聚分子存在，其结构如图所示。    请判断三氯化铁的晶体类型为   ，并将其结构式中配位键标出 。 （3）应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中黑色小球代表氮原子，灰色大球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为 。    【答案】（1） sp    （2）分子晶体    （3）1:2 【解析】（1）CN-为直线形，C原子的杂化方式为sp；CN-中碳氮均为8电子结构，电子式  ； （2）根据已知信息，该晶体在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气，熔沸点较低，故为分子晶体；分子中铁提供空轨道、氯提供孤电子对形成配位键，图示为  ； （3）由图可知，1个氮原子周围有4个铁，而1个铁周围有2个碳，则氮原子与铁原子的个数比为1:2。 题型3 简单配合物的实验制备 【典例3】由硫酸铜溶液制取晶体的实验如下： 步骤①：向溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成；步骤②：继续滴加氨水并振荡试管，沉淀溶解，得深蓝色溶液；步骤③：向试管中加入乙醇，有深蓝色晶体析出。 下列说法正确的是 A．步骤①中发生反应的离子方程式为 B．步骤③中加入乙醇的目的是增大铜氨配合物溶解度 C．晶体中含有键 D．实验说明与的配位能力强于 【答案】D 【解析】A．步骤①中氨水作为弱碱，发生反应的离子方程式为，A错误；B．步骤③加入乙醇的目的是降低铜氨配合物的溶解度，促使晶体析出，B错误；C．晶体中，四个分子贡献12个N-Hσ键，四个Cu-N配位键贡献4个σ键，贡献4个S-Oσ键，总计20molσ键，C错误；D．实验中取代了水分子，说明的配位能力强于，D正确；故选D。 【变式3-1】某学生设计如图装置制备晶体(呈深蓝色)。下列说法错误的是 A．中，提供孤电子对的是中的N原子 B．装置甲中的仪器a和装置乙中的仪器b作用相同 C．当得到深蓝色透明溶液时，滴加乙醇，会有深蓝色晶体析出 D．可用红外光谱仪鉴定是晶体还是非晶体 【答案】D 【分析】甲装置中NH3通入CuSO4溶液，生成的蓝色沉淀为Cu(OH)2，后溶解为[Cu(NH3)4]2+，加入乙醇降低的溶解度，析出晶体，乙装置进行尾气处理并防倒吸，据此作答。 【解析】A．分子中心N原子含有=1个孤电子对，则中，提供孤电子对的是中的N原子，A正确； B．氨气极易溶于水，易发生倒吸，仪器a可防止制备过程中发生倒吸现象，倒扣的漏斗与液面相切，液体很难倒吸，因此仪器b也可防止液体倒吸，B正确； C．在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，向深蓝色溶液中加入乙醇，深蓝色溶液变浑浊，静置后有深蓝色晶体析出，故C正确； D．鉴定是晶体还是非晶体需要X射线衍射实验，不能用红外光谱仪鉴定是否为晶体，D错误； 故选：D。 【变式3-2】某小组欲制备[Cu(NH3)4]SO4，过程如下。 【资料】i．Cu2(OH)2SO4为难溶于水的固体。 ii．[Cu(OH)4]2−、[Cu(NH3)4]2+均为深蓝色。 iii．Cu2++4OH-⇌[Cu(OH)4]2−K1=1018.5 Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+K2=1013.32 iv．1mol·L−1氨水的pH约为11.5。 【进行实验】    【解释与结论】 （1）CuSO4溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式解释)。 （2）小组同学推测步骤1中产生的蓝绿色沉淀为Cu2(OH)2SO4，并进行实验验证：取少量蓝绿色沉淀，蒸馏水洗涤后，加入试剂a和b，观察到产生白色沉淀。 ①用蒸馏水洗涤沉淀的目的是 。 ②试剂a和b分别为 和 。 （3）步骤2中，观察到蓝绿色沉淀溶解，得到深蓝色溶液。甲、乙两位同学对深蓝色溶液中存在的主要配离子进行了猜测：甲同学猜测主要配离子为[Cu(OH)4]2−，乙同学猜测主要配离子为[Cu(NH3)4]2+。乙同学猜测的依据是 。 （4）经实验验证，蓝色晶体主要为[Cu(NH3)4]SO4。将步骤4所得蓝色晶体加水溶解，得到深蓝色溶液，继续加水稀释，产生蓝绿色沉淀。溶液稀释产生沉淀的离子方程式为 。 （5）为了回收滤液中的乙醇，小组同学先向滤液中加入稀硫酸调节pH为5~6，再蒸馏，加入稀硫酸的目的是 。 【答案】（1）Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+ （2）除去沉淀表面吸附的SO，避免干扰检验结果 足量稀盐酸 BaCl2溶液 （3）溶液中，NH3浓度约为OH-浓度的100倍，根据生成的[Cu(OH)4]2−、[Cu(NH3)4]2+平衡的K~Q关系， （4）或： （5）将滤液中NH3转化成NH，避免蒸馏回收乙醇时，乙醇中掺杂NH3 【解析】（1）CuSO4为弱碱强酸盐，铜离子的水解方程式为： Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+，因此CuSO4溶液呈酸性的原因为Cu2++2H2O⇌Cu(OH)2+2H+； （2）由题可知，①用蒸馏水洗涤沉淀的目的是：除去沉淀表面吸附的SO避免干扰检验结果，②试剂a和b分别为稀盐酸、BaCl2溶液； （3）乙同学猜测的依据为溶液中NH3浓度远远大于OH-的浓度； （4）将[Cu(NH3)4]SO4逐渐稀释产生的蓝绿色沉淀为，因此离子方程式为； （5）加入稀硫酸的目的是将滤液中的NH3转化成NH，避免蒸馏回收乙醇时，乙醇中掺杂NH3。 题型4 联系配合物的组成和结构解释相关的实验现象 配合物的形成对性质的影响 ①对溶解性的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH— ②颜色的改变 当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显红色。 ③稳定性增强 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。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2+与CO分子形成的配位键比Fe2+与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2+与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 【典例4】已知：水溶液中[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。用CuSO4的稀溶液进行下列实验，溶液的颜色变化如图所示： 下列说法错误的是 A．溶液Y呈深蓝色，主要是因为存在[Cu(NH3)4]2+ B．[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面四边形，说明中心原子不是sp3杂化 C．析出深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O是因为乙醇极性小，降低溶质的溶解度 D．上述实验现象说明H2O的配位能力比NH3强 【答案】D 【分析】深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+，氢氧化铜沉淀能转化为配离子[Cu(NH3)4]2+。 【解析】A．深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+，A项正确； B．中心原子为sp3杂化的微粒空间结构为四面体形、三角锥形、角形，[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面四边形，说明中心原子不是sp3杂化，B项正确； C．乙醇极性小于水，络合物在乙醇中溶解度较小，若向反应后的溶液加入乙醇，将会有[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O晶体，C项正确； D．蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+，氢氧化铜沉淀能转化为配离子[Cu(NH3)4]2+，说明[Cu(NH3)4]2+比[Cu(H2O)4]2+稳定，即说明NH3的配位能力比H2O强，D项错误； 答案选D。 【变式4-1】关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是 A．中心原子的化合价为+1价 B．配位数是6 C．配体为水分子，外界为Cl－ D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀 【答案】B 【解析】A．[Cr(H2O)4Cl2]Cl中阴离子是氯离子，氯离子的化合价是－1价，所以铬离子的化合价是+3价，A错误； B．中心原子铬与4个水分子和2个氯离子结合形成配位离子，故Cr的配位数为6，B正确； C．[Cr(H2O)4Cl2]Cl中配体为水分子和氯离子，外界为Cl－，C错误； D．[Cr(H2O)4Cl2]Cl的外界为Cl－，在其水溶液中加入AgNO3溶液，会产生氯化银白色沉淀，D错误； 答案选B。 【变式4-2】Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如表实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 I 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 Ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 Ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4H2O Ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 （1）氨水中所组成元素的电负性由大到小的顺序为 。 （2）H-N-H键角大小：[Cu(NH3)4]2+ NH3(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 （3）该实验能说明，Cu2+与NH3的结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)Cu2+与OH-的结合能力。 （4）下列说法正确的是___________。 A．超分子通过配位键相互作用形成的，具有“分子识别”和“自组装”的重要特征。 B．Cu焰色反应呈绿色，是电子由激发态转化为基态时吸收能量产生的。 C．1mol中含有键的数目为 D．对该晶体进行加热时，配体NH3比H2O更容易失去 （5）Cu2+能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+离子，结构如图，关于该配离子的说法错误的是___________。 A．该离子的配位数是4 B．该离子的配体数是2 C．形成配离子前后，Cu的化合价不变 D．该离子中含有离子键、非极性键与极性键 【答案】（1）O>N>H （2）> [Cu(NH3)4]2+中的N的价层电子对均为成键电子对，而NH3中的N存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小 （3）大于 （4）C （5）D 【解析】（1）氨水中的元素有N、O、H三种，非金属性越强电负性越大，非金属性O>N>H，则电负性大小是O>N>H； （2）[Cu(NH3)4]2+中N原子有4个成键电子对，而NH3中N有3个成键电子对，一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小，故键角：[Cu(NH3)4]2+>NH3；故答案为：＞；[Cu(NH3)4]2+中的N的价层电子对均为成键电子对，而NH3中的N存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小； （3）深蓝色晶体为硫酸四氨合铜，加入氢氧化钠溶液后无蓝色沉淀生成，说明Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力； （4）A、超分子通过非共价键相互作用形成的，一般通过分子间作用力、氢键、静电作用、疏水作用等，A错误； B. Cu焰色反应呈绿色，是电子由激发态转化为基态时放出能量产生的，B错误； C. 1mol中含有N-H键12NA，配位键4NA，键的数目为，C正确； D. 对该晶体进行加热时，先失去外界的水，内界的氨气不易失去，D错误； 答案选C； （5）A. 观察该配离子的结构可知，该离子的配位数是4，A正确； B. 与中心离子铜离子相连的配体为2个，因此该离子的配体数是2，B正确； C. 形成配离子前后，Cu的化合价不变，仍是+2价，C正确； D. 该离子中含有离子键、非极性键、极性键、配位键，D错误； 答案选D。 题型5 配合物的应用 （1）在生命体中的应用 （2）在生产生活中的应用 （3）在医药中的应用——抗癌药物、。 【典例5】铜氨液可以吸收CO，其反应为：[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+。下列说法正确的是 A．Cu+价层电子排布式为：3d94s1 B．加压有利于铜氨液吸收CO C．NH3空间构型为平面三角形 D．1 mol [Cu(NH3)3CO]+中含有3 mol配位键 【答案】B 【解析】A．Cu的基态原子电子排布为[Ar]3d104s1，失去4s轨道的一个电子形成Cu+，其价层电子排布为3d10，而非3d94s1，A错误；B．反应中CO、NH3为气体，加压会增加其浓度，根据勒夏特列原理，促进反应向气体体积减小的方向（正向）进行，有利于吸收CO，B正确；C．NH3的中心N原子为sp3杂化，含一对孤电子对，空间构型为三角锥形，而非平面三角形，C错误；D．[Cu(NH3)3CO]+中，Cu+提供空轨道，3个NH3和1个CO各提供一个孤电子对形成配位键，共4mol配位键，D错误；答案选B。 【变式5-1】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．CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有[Cu(H2O)4]2＋ B．魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液 C．[Ag(NH3)2]＋是化学镀银的有效成分 D．除去硝酸铵溶液中的Ag＋，可向其中加入过量氨水 【答案】D 【解析】水合铜离子在溶液中呈天蓝色，正确；硫氰化铁配离子是配合物，Fe3＋是中心离子、SCN－是配体，正确；葡萄糖能与银氨溶液中的[Ag(NH3)2]＋反应生成单质银，所以[Ag(NH3)2]＋是化学镀银的有效成分，正确；Ag＋与少量氨水生成氢氧化银沉淀、与过量氨水生成[Ag(NH3)2]＋，不能除去硝酸铵溶液中的Ag＋，错误。 【变式5-2】茜草中的茜素与、生成的红色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列说法错误的是 A．Al与O形成配位键时，O提供孤电子对 B．配合物X所含的元素中属于s区的只有H C．配合物X中的配位数为6 D．茜素分子间存在范德华力、氢键 【答案】B 【解析】A．Al与O形成配位键时，O提供孤电子对，Al提供空轨道，故A正确；B．属于s区的元素有H和Ca，故B错误；C．由配合物X的结构式可知，的配位数为6，故C正确；D．茜素为分子晶体，故存在范德华力，茜素含有-OH，存在分子间氢键，故D正确；故选B。 【变式5-3】兴趣小组设计了从中提取的实验方案，下列说法正确的是 A．还原性： B．按上述方案消耗可回收 C．反应①的离子方程式是 D．溶液①中的金属离子是 【答案】C 【分析】从实验方案可知，氨水溶解了氯化银，然后用铜置换出银，滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液，向其中加入铁、铁置换出铜，过滤分铜可以循环利用，并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。 【解析】A．金属活动性越强，金属的还原性越强，而且由题中的实验方案能得到证明，还原性从强到弱的顺序为 Fe > Cu > Ag，A不正确； B．由电子转移守恒可知，1 mol Fe可以置换1 mol Cu，而1 mol Cu可以置换2 mol Ag，因此，根据按上述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag，B不正确； C．反应①中，氯化四氨合铜溶液与浓盐酸反应生成氯化铜和氯化铵，该反应的离子方程式是，C正确； D．向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁，铁置换出铜后生成，然后被通入的氧气氧化为，氯化铵水解使溶液呈酸性，在这个过程中，溶液中的氢离子参与反应，因此氢离子浓度减少促进了铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁存在沉淀溶解平衡，因此，溶液①中的金属离子是，D不正确； 综上所述，本题选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 配合物的形成和应用 题型01 配合物的成键特征 题型02 用化学符号描述配合物的形成 题型03 简单配合物的实验制备 题型04 联系配合物的组成和结构解释相关的实验现象 题型05 配合物的应用 题型01 配合物的成键特征 1.配位键的形成条件 ①成键原子一方能提供。 ②成键原子另一方能提供。 如反应NH3+H+=NH4+，NH3中的N上有1对孤电子对，H+中有空轨道，二者通过配位键结合形成NH4+, NH4+的形成可表示如下： 【易错提醒】①孤电子对：分子或离子中，没有跟其他原子共用的电子对就是孤电子对。如分子中中心原子分别有1、2、3个孤电子对。含有孤电子对的微粒：分子如CO、NH3、H2O、有机胺等分子，离子如SCN—、Cl—、CN—、NO2—等。 ②含有空轨道的微粒：过渡金属的原子或离子。一般是过渡金属的原子或离子如：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Co3+、Ni ; 还有H+、Al3+、B、Mg2+等主族元素原子或离子。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目基本上是固定的，如Ag+形成2个配位键，Cu2+形成4个配位键等。 2.配合物的组成 配合物由(提供空轨道)和(提供孤电子对)组成， 分界和界，以[Cu(NH3)4]SO4为例： ①中心原子(离子):提供，接受。配合物的中心粒子一般是带正电荷的或，具有接受孤电子对的，通常是过渡元素的或，如Fe、Ni、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、Co3+、Cr3+等。 ②配体：提供的离子或分子，配体可以是种或种。如分子CO、NH3、H2O等，阴离子F—、CN—、Cl—等。配体中直接同中心原子配位的叫做配位原子。配位原子必须有。 ③配位数：直接同中心原子(离子)的分子或离子的叫中心原子(离子)的配位数。如[Fe(CN)6]3—中Fe3+的配位数为6。中心原子或离子的配位数一般为2、4、6、8等。配位数不一定等于配位键或配体的数目。 ④内界和外界：配合物分为内界和外界，其中配离子称为界，与内界发生电性匹配的称为外界，外界和内界以键相结合。 ⑤配离子的电荷数：配离子的电荷数等于中心原子或离子与配体总电荷的。如[Co(NH3)5C1]n+中，中心离子为Co3+，n=2 【典例1】亚铁氰化钾属于欧盟批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4[Fe(CN)6]=12KCN＋Fe3C＋2(CN)2↑＋N2↑＋C，下列关于该反应说法错误的是 A．已知Fe3C晶胞中每个碳原子被6个铁原子包围，则铁的配位数是3 B．配合物K4[Fe(CN)6]中配位原子是碳原子 C．(CN)2分子中σ键和π键数目比为3∶4 D．基态Fe2＋的最高能层电子排布为3s23p63d6 【变式1-1】下列组合中，中心离子的电荷数和配位数均相同的是 ①、                 ②、 ③、                 ④、 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 【变式1-2】实验室用反应制备三氯化六氨合钴。下列有关说法正确的是 A．中子数为18的氯原子可表示为 B．的基态核外电子排布式为 C．的电子式为 D．中既含共价键、配位键又含离子键 【变式1-3】共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应：，下列说法正确的是 A．的体积是 B．中含有个配位键 C．的氨水溶液中分子数小于 D．中含有的孤电子对数目为 【变式1-4】I.溶于乙腈会生成配合物。该配合物的组成如下图所示： （1）已知该配合物中心离子的价层电子对的空间结构为四面体形，则中心离子的杂化类型为_____。 A． B． C． D． （2）该配离子中所含的配体有 。(化学式) （3）1mol该配离子中含键_____mol。 A．4 B．12 C．14 D．18 II.铁的化合物媒染剂铁氰化钾，其配离子的结构如图所示。 （4）的未成对电子数为 。 （5）中配体的空间构型为 ，配位原子的杂化类型为 ，离子中σ键和π键的比值为 。 A．1：1                    B．2：1                    C．3：1                    D．3：2 题型2 用化学符号描述配合物的形成 表示方法 (电子对给体)AB(电子对接受体)或AB。如H3O+的电子式为结构式为；[Cu(H2O)4]2+的结构式为 【典例2】下列说法正确的是 A．基态核外电子排布式： B．存在配位键，可推测的结构式为： C．是极性分子 D．分子中键角为 【变式2-1】0.01mol在水溶液中用过量硝酸银溶液处理，生成0.02 mol AgCl沉淀。已知该中Cr3+形成六个配位键，则其结构是 A． B． C． D． 【变式2-2】铁及铁的化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题: （1）工业上常利用Fe2+与CN—形成稳定Fe(CN)(六氰合亚铁离子)的特性来处理含CN—的工业废水。在CN—中C原子的杂化方式为 ，写出CN—的电子式: 。 （2）三氯化铁易溶于水，也易溶于乙醚等有机溶剂。它在300℃以上易升华，在400℃时其蒸气中有以配位键结合的双聚分子存在，其结构如图所示。    请判断三氯化铁的晶体类型为   ，并将其结构式中配位键标出 。 （3）应用于合成氨反应的催化剂(铁)的表面上存在氮原子，如图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中黑色小球代表氮原子，灰色大球代表铁原子)。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为 。    题型3 简单配合物的实验制备 【典例3】由硫酸铜溶液制取晶体的实验如下： 步骤①：向溶液中滴加氨水，有蓝色沉淀生成；步骤②：继续滴加氨水并振荡试管，沉淀溶解，得深蓝色溶液；步骤③：向试管中加入乙醇，有深蓝色晶体析出。 下列说法正确的是 A．步骤①中发生反应的离子方程式为 B．步骤③中加入乙醇的目的是增大铜氨配合物溶解度 C．晶体中含有键 D．实验说明与的配位能力强于 【变式3-1】某学生设计如图装置制备晶体(呈深蓝色)。下列说法错误的是 A．中，提供孤电子对的是中的N原子 B．装置甲中的仪器a和装置乙中的仪器b作用相同 C．当得到深蓝色透明溶液时，滴加乙醇，会有深蓝色晶体析出 D．可用红外光谱仪鉴定是晶体还是非晶体 【变式3-2】某小组欲制备[Cu(NH3)4]SO4，过程如下。 【资料】i．Cu2(OH)2SO4为难溶于水的固体。 ii．[Cu(OH)4]2−、[Cu(NH3)4]2+均为深蓝色。 iii．Cu2++4OH-⇌[Cu(OH)4]2−K1=1018.5 Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+K2=1013.32 iv．1mol·L−1氨水的pH约为11.5。 【进行实验】    【解释与结论】 （1）CuSO4溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式解释)。 （2）小组同学推测步骤1中产生的蓝绿色沉淀为Cu2(OH)2SO4，并进行实验验证：取少量蓝绿色沉淀，蒸馏水洗涤后，加入试剂a和b，观察到产生白色沉淀。 ①用蒸馏水洗涤沉淀的目的是 。 ②试剂a和b分别为 和 。 （3）步骤2中，观察到蓝绿色沉淀溶解，得到深蓝色溶液。甲、乙两位同学对深蓝色溶液中存在的主要配离子进行了猜测：甲同学猜测主要配离子为[Cu(OH)4]2−，乙同学猜测主要配离子为[Cu(NH3)4]2+。乙同学猜测的依据是 。 （4）经实验验证，蓝色晶体主要为[Cu(NH3)4]SO4。将步骤4所得蓝色晶体加水溶解，得到深蓝色溶液，继续加水稀释，产生蓝绿色沉淀。溶液稀释产生沉淀的离子方程式为 。 （5）为了回收滤液中的乙醇，小组同学先向滤液中加入稀硫酸调节pH为5~6，再蒸馏，加入稀硫酸的目的是 。 题型4 联系配合物的组成和结构解释相关的实验现象 配合物的形成对性质的影响 ①对溶解性的影响 一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH—、Cl—、Br—、I—、CN—的溶液中，形成的配合物。如Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH— ②颜色的改变 当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。发生变化就是一种常见的现象，根据的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3+与SCN—形成硫氰化铁配离子，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3其溶液显色。 ③稳定性增强 配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越，配合物越。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的有关。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，从而导致人体中毒。 【典例4】已知：水溶液中[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。用CuSO4的稀溶液进行下列实验，溶液的颜色变化如图所示： 下列说法错误的是 A．溶液Y呈深蓝色，主要是因为存在[Cu(NH3)4]2+ B．[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面四边形，说明中心原子不是sp3杂化 C．析出深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O是因为乙醇极性小，降低溶质的溶解度 D．上述实验现象说明H2O的配位能力比NH3强 【变式4-1】关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl的说法正确的是 A．中心原子的化合价为+1价 B．配位数是6 C．配体为水分子，外界为Cl－ D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀 【变式4-2】Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如表实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 I 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 Ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 Ⅲ 测定深蓝色晶体的结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4H2O Ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 （1）氨水中所组成元素的电负性由大到小的顺序为 。 （2）H-N-H键角大小：[Cu(NH3)4]2+ NH3(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 （3）该实验能说明，Cu2+与NH3的结合能力 (填“大于”“小于”或“等于”)Cu2+与OH-的结合能力。 （4）下列说法正确的是___________。 A．超分子通过配位键相互作用形成的，具有“分子识别”和“自组装”的重要特征。 B．Cu焰色反应呈绿色，是电子由激发态转化为基态时吸收能量产生的。 C．1mol中含有键的数目为 D．对该晶体进行加热时，配体NH3比H2O更容易失去 （5）Cu2+能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+离子，结构如图，关于该配离子的说法错误的是___________。 A．该离子的配位数是4 B．该离子的配体数是2 C．形成配离子前后，Cu的化合价不变 D．该离子中含有离子键、非极性键与极性键 题型5 配合物的应用 （1）在生命体中的应用 （2）在生产生活中的应用 （3）在医药中的应用——抗癌药物、。 【典例5】铜氨液可以吸收CO，其反应为：[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+。下列说法正确的是 A．Cu+价层电子排布式为：3d94s1 B．加压有利于铜氨液吸收CO C．NH3空间构型为平面三角形 D．1 mol [Cu(NH3)3CO]+中含有3 mol配位键 【变式5-1】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．CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有[Cu(H2O)4]2＋ B．魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液 C．[Ag(NH3)2]＋是化学镀银的有效成分 D．除去硝酸铵溶液中的Ag＋，可向其中加入过量氨水 【变式5-2】茜草中的茜素与、生成的红色配合物X是最早使用的媒染染料之一、下列说法错误的是 A．Al与O形成配位键时，O提供孤电子对 B．配合物X所含的元素中属于s区的只有H C．配合物X中的配位数为6 D．茜素分子间存在范德华力、氢键 【变式5-3】兴趣小组设计了从中提取的实验方案，下列说法正确的是 A．还原性： B．按上述方案消耗可回收 C．反应①的离子方程式是 D．溶液①中的金属离子是 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $