第三章 实验活动 简单配合物的形成（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二化学选择性必修2教师用书（人教版 浙苏）

实验活动　简单配合物的形成 实验目的 1.加深对配合物的认识。 2.了解配合物的形成。 实验用品 试管、胶头滴管。 硫酸铜溶液、氨水、硝酸银溶液、氯化钠溶液、氯化铁溶液、硫氰化钾溶液、K3［Fe(CN)6］溶液、蒸馏水、乙醇。 实验原理 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。 实验步骤 1.简单配合物的形成 (1) 实验步骤 实验现象 生成蓝色絮状沉淀 难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液 析出深蓝色的晶体 解释 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2N Cu(OH)2+4NH3===［Cu(NH3)4］(OH)2 乙醇的极性较小，配合物的溶解度变小而从溶液中析出 (2) 实验步骤 实验现象 生成白色沉淀 白色沉淀溶解，溶液变澄清 解释 Ag++Cl-===AgCl↓ AgCl+2NH3===［Ag(NH3)2］++Cl- 2.简单离子与配离子的区别 实验步骤 实验现象 生成红色溶液 解释 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 实验步骤 实验现象 无明显变化 解释 因为CN-的配位能力强于SCN-，所以配体交换不能发生 问题和讨论 1.画出［Cu(NH3)4］2+的结构式。 答案　 2.K3［Fe(CN)6］在水中可电离出配离子［Fe(CN)6］3-，该配离子的中心离子、配体各是什么？配位数是多少？［Fe(CN)6］3-和Fe3+的性质一样吗？ 答案　［Fe(CN)6］3-的中心离子：Fe3+；配体：CN-；配位数：6；［Fe(CN6)］3-与Fe3+的性质不一样。 1.向盛有氯化钠溶液的试管中滴入少量硝酸银溶液，生成白色的氯化银沉淀，继续向试管中加入氨水，沉淀溶解，生成无色的配离子［Ag(NH3)2］+，下列说法正确的是 (　　) A.溶液中Cl-和Ag+的物质的量反应前后不变 B.配位键的强度都很大，因而配合物都很稳定 C.配位键可用带箭头的键线表示，是一种特殊的共价键 D.在［Ag(NH3)2］+中，Ag+给出孤电子对，NH3提供空轨道 答案　C 解析　Ag+的物质的量反应前后明显减小，故A错误；含有孤电子对和含有空轨道的原子之间能形成配位键，配位键属于共价键，有的配合物很稳定，有的很不稳定，故B错误；配位键是共价键的一种，可用带箭头的键线表示，故C正确；配离子［Ag(NH3)2］+中，Ag+提供空轨道，NH3给出孤电子对，形成配位键，故D错误。 2.(1)将白色CuSO4粉末溶于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配离子，请写出生成此配离子的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，蓝色溶液中的阳离子内存在的化学键类型有　　　　　。  (2)CuSO4·5H2O(胆矾)因含有水合铜离子而呈蓝色，写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(将配位键表示出来)：　　　　。  (3)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水至沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入乙醇可以生成深蓝色的［Cu(NH3)4］SO4·H2O沉淀。下列说法不正确的是　　　　(填字母)。  a.［Cu(NH3)4］SO4组成元素中电负性最大的是N元素 b.CuSO4晶体及［Cu(NH3)4］SO4·H2O中S的杂化轨道类型均为sp3 c.对于NH3、H2O来说，键角：H—N—H>H—O—H d.［Cu(NH3)4］2+中，N提供孤电子对 e.NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2杂化 (4)配离子［Cu(NH3)2(H2O)2］2+的中心离子是　　　　　　，配体是　　　　　，配位数是　　　，其含有微粒间的作用力类型有　　　。  答案　(1)Cu2++4H2O===［Cu(H2O)4］2+　极性共价键、配位键 (2)　(3)ae　(4)Cu2+　NH3、H2O　4　配位键、极性共价键 解析　(2)H2O中的O提供孤电子对，Cu2+提供空轨道，所以水合铜离子表示为。(3)电负性：O>N，a不正确；S原子与4个O原子形成共价键，所以S采取sp3杂化，b正确；NH3分子内N有1个孤电子对，H2O分子中O有2个孤电子对，H2O分子中孤电子对对共用电子对排斥作用大，所以键角：H—N—H>H—O—H，c正确；［Cu(NH3)4］2+中N提供孤电子对，d正确；NH3分子中N的价层电子对数为4，轨道杂化方式为sp3，e不正确。 3.［Co(NH3)6］Cl3(三氯六氨合钴)是一种重要的化工产品，实验室制备过程如下： ①将一定量的氯化铵和浓氨水置于锥形瓶中，混合均匀； ②分批加入氯化钴粉末，边加边搅拌，直至溶液呈棕色稀浆； ③再向其中滴加30% H2O2，当固体完全溶解后，慢慢加入浓盐酸加热10~15 min； ④在室温下冷却，过滤，可得到橙黄色［Co(NH3)6］Cl3晶体。 (1)［Co(NH3)6］Cl3中Co的化合价是　　　　　，该配合物中心离子的核外电子排布式为　　　　。  (2)“加热”应控温在60 ℃进行，控温方式可采取　　　　　　，温度不宜过高的原因是　　　　 　　　　。  (3)溶液中CoCl2、NH4Cl和浓氨水混合后与H2O2溶液反应生成［Co(NH3)6］Cl3的化学方程式是　　　 　　　　。  (4)加入浓盐酸的作用是　　　　。  答案　(1)+3　1s22s22p63s23p63d6(或［Ar］3d6) (2)水浴加热　温度过高，会加快H2O2、浓氨水的分解和浓盐酸的挥发 (3)2CoCl2 + 10NH3·H2O +2NH4Cl+ H2O22［Co(NH3)6］Cl3+12H2O (4)降低［Co(NH3 )6］Cl3的溶解度，便于晶体的析出 解析　(1)［Co(NH3)6］Cl3中NH3为配体，氯的化合价为-1价，则Co的化合价是+3价，Co的原子序数是27，基态Co原子核外电子排布式为［Ar］3d74s2，失去3个电子形成该配合物中心离子Co3+，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或［Ar］3d6。(4)加入浓盐酸可增大氯离子浓度，降低［Co(NH3 )6］Cl3的溶解度，便于晶体的析出。 4.工业盐酸(俗称粗盐酸)呈亮黄色，已证明是配合物［FeCl4］-的颜色。请用实验定性证明这种配合物只有在高浓度Cl-的条件下才是稳定的。 答案　(1)取4 mL工业盐酸于试管中，滴加几滴硝酸银饱和溶液，待沉淀后，观察溶液颜色变化，若亮黄色褪去(或变很浅的黄色)，则证明［FeCl4］-只有在高浓度Cl-的条件下才是稳定的。因为硝酸银的溶解度很大，能有效地降低Cl-的浓度，且几滴对总体积的影响较小，［FeCl4］-分解得到Fe3+，浓度小，颜色浅。(2)取一小粒硝酸铁晶体溶于稀硝酸，滴加工业盐酸，观察颜色变化；再将上述溶液滴入蒸馏水中，观察颜色变化。(3)在工业盐酸中加入金属铁，观察溶液颜色变化；再向工业盐酸中滴入蒸馏水，观察颜色变化。(答案合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验活动　 简单配合物的形成 第三章 <<< 【实验目的】 1.加深对配合物的认识。 2.了解配合物的形成。 【实验用品】 试管、胶头滴管。 硫酸铜溶液、氨水、硝酸银溶液、氯化钠溶液、氯化铁溶液、硫氰化钾溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、蒸馏水、乙醇。 【实验原理】 配合物是由 与一定数目的 或______以_______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。 中心原子或离子 中性分子 阴离子 配位键 【实验步骤】 1.简单配合物的形成 (1) 实验步骤   实验现象 生成蓝色絮状沉淀 难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液 析出深蓝色的晶体 解释 Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2N Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4](OH)2 乙醇的极性较小，配合物的溶解度变小而从溶液中析出 (2) 实验步骤   实验现象 生成白色沉淀 白色沉淀溶解，溶液变澄清 解释 Ag++Cl-===AgCl↓ AgCl+2NH3===[Ag(NH3)2]++Cl- 2.简单离子与配离子的区别 实验步骤   实验现象 生成红色溶液 解释 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3 实验步骤   实验现象 无明显变化 解释 因为CN-的配位能力强于SCN-，所以配体交换不能发生 问题和讨论 1.画出[Cu(NH3)4]2+的结构式。 答案　 问题和讨论 2.K3[Fe(CN)6]在水中可电离出配离子[Fe(CN)6]3-，该配离子的中心离子、配体各是什么？配位数是多少？[Fe(CN)6]3-和Fe3+的性质一样吗？ 答案　[Fe(CN)6]3-的中心离子：Fe3+；配体：CN-；配位数：6；[Fe(CN6)]3-与Fe3+的性质不一样。 跟踪训练 1.向盛有氯化钠溶液的试管中滴入少量硝酸银溶液，生成白色的氯化银沉淀，继续向试管中加入氨水，沉淀溶解，生成无色的配离子[Ag(NH3)2]+，下列说法正确的是 A.溶液中Cl-和Ag+的物质的量反应前后不变 B.配位键的强度都很大，因而配合物都很稳定 C.配位键可用带箭头的键线表示，是一种特殊的共价键 D.在[Ag(NH3)2]+中，Ag+给出孤电子对，NH3提供空轨道 √ Ag+的物质的量反应前后明显减小，故A错误； 含有孤电子对和含有空轨道的原子之间能形成配位键，配位键属于共价键，有的配合物很稳定，有的很不稳定，故B错误； 配位键是共价键的一种，可用带箭头的键线表示，故C正确； 配离子[Ag(NH3)2]+中，Ag+提供空轨道，NH3给出孤电子对，形成配位键，故D错误。 跟踪训练 跟踪训练 2.(1)将白色CuSO4粉末溶于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位数是4的配离子，请写出生成此配离子的离子方程式：　　　　　　　　　　　　，蓝色溶液中的阳离子内存在的化学键类型有　　　 　　。  (2)CuSO4·5H2O(胆矾)因含有水合铜离子而呈蓝色，写出胆矾晶体中水 合铜离子的结构简式(将配位键表示出来)：　　　 　。  Cu2++4H2O===[Cu(H2O)4]2+　 极性共价键、配位键 H2O中的O提供孤电子对，Cu2+提供空轨道，所以水合铜离子表示 为 。 跟踪训练 跟踪训练 (3)向CuSO4溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，再滴加氨水至沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O沉淀。下列说法不正确的是　　(填字母)。  a.[Cu(NH3)4]SO4组成元素中电负性最大的是N元素 b.CuSO4晶体及[Cu(NH3)4]SO4·H2O中S的杂化轨道类型均为sp3 c.对于NH3、H2O来说，键角：H—N—H>H—O—H d.[Cu(NH3)4]2+中，N提供孤电子对 e.NH3分子中氮原子的杂化轨道类型为sp2杂化 ae 电负性：O>N，a不正确； S原子与4个O原子形成共价键，所以S采取sp3杂化，b正确； NH3分子内N有1个孤电子对，H2O分子中O有2个孤电子对，H2O分子中孤电子对对共用电子对排斥作用大，所以键角：H—N—H>H—O—H，c正确； [Cu(NH3)4]2+中N提供孤电子对，d正确； NH3分子中N的价层电子对数为4，轨道杂化方式为sp3，e不正确。 跟踪训练 跟踪训练 (4)配离子[Cu(NH3)2(H2O)2]2+的中心离子是　　　，配体是　　 　，配位数是　　，其含有微粒间的作用力类型有　 　　。  Cu2+ NH3、H2O 4 配位键、极性共价键 跟踪训练 3.[Co(NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)是一种重要的化工产品，实验室制备过程如下： ①将一定量的氯化铵和浓氨水置于锥形瓶中，混合均匀； ②分批加入氯化钴粉末，边加边搅拌，直至溶液呈棕色稀浆； ③再向其中滴加30% H2O2，当固体完全溶解后，慢慢加入浓盐酸加热10~15 min； ④在室温下冷却，过滤，可得到橙黄色[Co(NH3)6]Cl3晶体。 跟踪训练 (1)[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价是　　，该配合物中心离子的核外电子排布式为　　　 　。  +3 1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6) [Co(NH3)6]Cl3中NH3为配体，氯的化合价为-1价，则Co的化合价是+3价，Co的原子序数是27，基态Co原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，失去3个电子形成该配合物中心离子Co3+，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。 跟踪训练 (2)“加热”应控温在60 ℃进行，控温方式可采取　　　　　，温度不宜过高的原因是____________________________________________ _______。  (3)溶液中CoCl2、NH4Cl和浓氨水混合后与H2O2溶液反应生成[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式是__________________________________ ___________________________。  水浴加热 温度过高，会加快H2O2、浓氨水的分解和浓盐酸 的挥发 2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O 跟踪训练 (4)加入浓盐酸的作用是________________________________________ 　　　。  降低[Co(NH3 )6]Cl3的溶解度，便于晶体的 析出 加入浓盐酸可增大氯离子浓度，降低[Co(NH3 )6]Cl3的溶解度，便于晶体的析出。 跟踪训练 4.工业盐酸(俗称粗盐酸)呈亮黄色，已证明是配合物[FeCl4]-的颜色。请用实验定性证明这种配合物只有在高浓度Cl-的条件下才是稳定的。 跟踪训练 答案　(1)取4 mL工业盐酸于试管中，滴加几滴硝酸银饱和溶液，待沉淀后，观察溶液颜色变化，若亮黄色褪去(或变很浅的黄色)，则证明[FeCl4]-只有在高浓度Cl-的条件下才是稳定的。因为硝酸银的溶解度很大，能有效地降低Cl-的浓度，且几滴对总体积的影响较小，[FeCl4]-分解得到Fe3+，浓度小，颜色浅。 (2)取一小粒硝酸铁晶体溶于稀硝酸，滴加工业盐酸，观察颜色变化；再将上述溶液滴入蒸馏水中，观察颜色变化。 (3)在工业盐酸中加入金属铁，观察溶液颜色变化；再向工业盐酸中滴入蒸馏水，观察颜色变化。(答案合理即可) $