无机化学实验——配合物实验.doc

实验四配位化合物的生成和性质一、实验目的1.了解几种不同类型配离子(络离子)的形成。2.比较配离子的稳定性。3.了解酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡与配位平衡的相互影响。4.了解螯合物的形成和特性。二、实验原理由中心离子(正离子或中性原子)和一定数目的配位体(中性分子或负离子)以配位键结合（配位体按一定几何位置排布在中心离子周围）而形成的复杂离子称为配离子。配离子在晶体和溶液中都能稳定存在；它和弱电解质一样，在溶液中会有一定的离解，形成离解与配位的平衡状态，如Cu(NH3)42+配离子在溶液中存在下列平衡。Cu(NH3)42+=Cu2+4NH3平衡常数K不稳与K稳互为倒数，K不稳愈大（K稳愈小），表示该配离子的稳定程度愈小，配离子易离解，反之亦然。配离子的离解平衡也是一种离子平衡，改变溶液的酸碱度，外加能与中心离子或配位体发生反应的试剂均可使平衡发生移动，同样也存在同离子效应。螯合物是中心离子与多基配位体键合而成的具有环状结构的配合物。多基配位体为有机化合物。螯合物中以五员环、六员环最稳定，且形成的环越多越稳定。螯合物大多具有特征的颜色。三、实验用品试管、试管架、玻棒、试管、点滴板、洗瓶。pH试纸、CCl4试剂、丙酮试剂、无水乙醇、FeCl3(0.2molL-1)、CuSO4(0.2molL-1)、NH3H2O(0.2molL-1)、HgCl2(0.1molL-1)、KI(0.1molL-1)、HCl(6molL-1)、NH4SCN(0.1molL-1)、饱和NaF、饱和(NH4)2C2O4、NaOH(2molL1、6molL1)、H2SO4(1molL-1)、Co2+试剂(0.1molL1)、AgNO3(0.1molL-1)、NaCl(0.1molL-1)、KBr(0.1molL-1)、Na2S2O3(2molL-1)、KNO3(0.2molL-1)、Na3Co(NO2)6(6%)、K4Fe(CN)6(0.5molL-1)、K3Fe(CN)6(0.5molL-1)、HNO3(6molL-1)、FeSO4(0.1molL-1)、EDTA(0.1molL-1)、SnCl2(0.5molL-1)、0.25%邻菲罗啉(邻二氮菲)。四、实验内容1.正负配离子的形成(1)在5滴0.1molL-1AgNO3溶液中，加入1滴0.1molL-1NaCl溶液，观察有无沉淀生成，然后加入过量的2molL-1NH3H2O观察有何变化，试解释之，并写出反应方程式。（溶液留着下面试验用）(2)在10滴0.2molL-1CuSO4溶液中加入1滴2molL-1NH3H2O溶液，观察有无沉淀产生，然后继续滴加2molL-1NH3H2O，观察有何变化，并写出反应式。（将溶液分装两支试管，留着下面试验用）(3)在2滴0.1molL-1HgCl2溶液（剧毒！）中，加入3滴0.1molL-1KI溶液，观察有何现象，再加入过量的KI溶液有无变化？解释并写出反应方程式。试管中溶液立即倒回Hg盐回收瓶中（必须十分注意，HgCl2是剧毒的，切勿沾染于手，如沾染，须洗净。）(4)往试管中加3滴Co2+试液，5滴0.1molL-1的NH4CNS溶液，再加入56滴丙酮；振荡后观察溶液呈蓝绿色（这是Co(CNS)42配离子）。2.简单离子与配离子的区别(1)取5滴0.2molL-1FeCl3，加入2滴0.1molL-1NH4SCN溶液，观察现象，有无血红色的Fe(SCN)3产生。(2)用0.5molL-1K3Fe(CN)6代替FeCl3，做同样试验，观察是否有血红色产生。根据两次试验结果，说明配离子与简单离子有何区别？3.配离子的离解在两支试管中，各加入10滴0.1molL-1AgNO3，再分别滴入2滴2molL-1NaOH和0.1molL-1KI，各有什么现象发生？将1.(1)中制得的Ag(NH3)2+溶液分别装入两支试管中，分别加入数滴2molL-1NaOH和0.1molL-1KI溶液，观察现象，并写出配离子离解的方程式。4.配离子稳定性的比较往试管中加入0.2molL-1FeCl3溶液5滴，然后加入HCl溶液3滴，观察溶液颜色的变化。再往溶液中加入1滴0.1molL-1NH4SCN溶液，观察溶液颜色有何变化？再往溶液中加入饱和NaF溶液12滴，颜色是否褪去？最后往溶液中加入几滴饱和(NH4)2C2O4溶液，溶液颜色又有何变化(冬天可用水浴加热)？从溶液颜色变化，比较四种Fe(III)配离子的稳定性，并说明这些配离子之间的转化条件。5.酸碱平衡与配位平衡(1)取5滴(6%)Na3Co(NO2)6溶液于试管中，逐滴加入6molL-1NaOH溶液，并振荡试管，观察Co(NO2)63-被破坏和Co(OH)3沉淀的生成。取0.2molL-1FeCl3溶液2滴于试管中，加入1滴NH4SCN溶液，得到血红色的Fe(SCN)3溶液，逐滴加入6molL-1NaOH溶液，观察颜色变化，写出反应式。(2)在1.(2)所得的Cu(NH3)42+溶液中，加入1molL-1H2SO4溶液至溶液呈酸性，有什么现象？写出反应方程式。(3)取试管2支，各加入2滴0.5molL-1K4Fe(CN)6溶液，往其中一支试管中加入2molL-1NaOH2滴，往另一支试管中加入6molL-1HNO32滴，观察有无显著变化？为什么？(4)用现有的药品设计酸度对配位平衡的影响的实例，写出现象和有关的反应方程式。6.沉淀平衡与配位平衡在一试管中加入0.1molL-1AgNO35滴和0.1molL-1NaCl12滴，然后加入2molL-1NH3H2O至沉淀溶解。再加入1滴0.1molL-1KBr，有无AgBr沉淀生成？沉淀是什么颜色？再加2molL-1Na2S2O3溶液直到沉淀刚好溶解为止。最后加1滴0.1molL-1KI溶液，是否有AgI沉淀生成？根据以上试验现象，讨论沉淀平衡与配位平衡的相互影响，并比较AgCl、AgBr、AgI的KSP的大小和Ag(NH3)2+和Ag(S2O3)23-的K稳的大小。7.氧化还原平衡与配位平衡（1）用试管一支，取0.1molL-1KI5滴，加入0.2molL-1FeCl35滴，振荡试管，观察溶液颜色变化，写出反应方程式。再往溶液中加入几滴饱和(NH4)2C2O4溶液，有什么现象(若现象不明显，在水浴上加热)？写出反应式。（2）取0.2molL-1FeCl3溶液12滴于试管中，加入2滴0.1molL-1NH4SCN溶液，观察溶液有何变化？再加入0.5molL-11SnCl2数滴，观察有何现象？写出反应式。（3）用现有的药品和一铁丝设计一实验说明Cu2+或Ag+浓度的改变对其氧化能力的影响。讨论配位平衡与氧化还原平衡的关系。8.螯合物的生成和特征(1)在1.(2)所得的Cu(NH3)4SO4溶液中滴加0.1molL-1EDTA溶液，观察产生的现象。(2)在点滴板上，滴0.1molL-1FeSO4溶液1滴和23滴0.25%