湖南理工学院无机化学课件之复习题第八章配位化合物与配位滴定1 联系客服

第八章 配位化合物与配位滴定

习题1:配位化合物部分

1 无水CrCl3和氨作用能形成两种配合物A和B,组成分别为CrCl3·6NH3和CrCl3·5NH3。加入AgNO3,A溶液中几乎全部氯沉淀为AgCl,而B溶液中只有2/3的氯沉淀出来。加入NaOH并加热,两种溶液均无氨味。试写出这两种配合物的化学式并命名。

-解:因加入AgNO3,A溶液中几乎全部氯沉淀为AgCl,可知A中的三个Cl全部为外

--界离子,B溶液中只有2/3的氯沉淀出来,说明B中有两个Cl为外界,一个Cl属内界。加入NaOH,两种溶液无氨味,可知氨为内界。因此A、B的化学式和命名应为,A:[Cr(NH3)6]Cl3 三氯化六氨合铬(Ⅲ) B:[Cr(NH3)5Cl]Cl2 二氯化一氯五氨合铬(Ⅲ)

2 指出下列配合物的中心离子、配体、配位数、配离子电荷数和配合物名称。 解: 配合物 K2[HgI4] [CrCl2(H2O)4]Cl [Co(NH3)2(en)2](NO3)2 Fe3[Fe(CN)6]2 K[Co(NO2)4(NH3)2] Fe(CO)5 中心离子 Hg2+ Cr3+ Co2+ Fe3+ Co3+ Fe 配体 I- Cl-,H2O NH3, en CN- NO2-,NH3 CO 配位数 4 6 6 6 6 5 配离子电荷 -2 +1 +2 -3 -1 0 配合物名称 四碘合汞(Ⅱ)酸钾 氯化二氯四水合铬(Ⅲ) 硝酸二氨二乙二胺合钴(Ⅱ) 六氰合铁(Ⅲ)酸亚铁 四硝基二氨合钴(Ⅲ)酸钾 五羰基合铁

3 试用价键理论说明下列配离子的类型、空间构型和磁性。

3--解:(1)CoF6和Co(CN)63

CoF63-为外轨型,空间构型为正八面体,顺磁性,磁矩=4(4?2)?4.90?B。 Co(CN)63-为内轨型,空间构型为正八面体,抗磁性,磁矩为零。

2-(2)Ni(NH3)42+和Ni(CN)4

Ni(NH3)42+为外轨型,正四面体型,顺磁性,磁矩=2(2?2)?2.83?B。

Ni(CN)4为内轨型,平面正方型,抗磁性,磁矩为零。 4 将0.1mol·L-1ZnCl2溶液与1.0 mol·L-1NH3溶液等体积混合,求此溶液中Zn(NH3)42+

和Zn2+的浓度。

解:等体积混合后,ZnCl2和NH3各自的浓度减半,生成的Zn(NH3)42+的浓度为0.05 mol·L-1,剩余的NH3的浓度为0.3 mol·L-1,设Zn2+的浓度为x mol·L-1。

Zn2+ + 4NH3 = Zn(NH3)42+ 平衡时 x 0.3+4x 0.05 – x

Kf?2-

0.05?x9 ?2.9?104x(0.3?4x)-9

0.05 – x ≈ 0.05 0.3 + 4x ≈ 0.3 x = 2.1×10 (mol·L-1) 5 在100ml 0.05mol·L-1Ag(NH3)2+溶液中加入1ml 1 mol·L-1NaCl溶液,溶液中NH3的浓度至少需多大才能阻止AgCl沉淀生成?

-解:混合后c[Ag(NH3)2+] = 0.1×100/101 = 0.099(mol·L1)

1

c(Cl) = 1/101= 0.0099 (mol·L1)

方法一. Ag(NH3)2+ + Cl- = AgCl + 2NH3 0.099 0.0099 x

--

2-x1 Kj?L1) ??5.14?102 x = 0.71 (mol·0.099?0.0099Kf?Ksp方法二 c(Ag+)c(Cl) ≤ Ksp,AgCl c(Ag+) ≤ Ksp,AgCl /0.0099 = 1.79×10-8(mol·L1) Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+ 1.79×10-8 x 0.099

-0.0997 Kf? x = 0.71(mol·L1) ?1.1?10(1.79?10?8)x2--

6 计算AgCl在0.1mol·L氨水中的溶解度。

-解: 设AgCl在0.1mol·L氨水中的溶解度为x mol·L1.

- AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl

- 平衡时 0.1 x x mol·L1

Kj?cAg(NH)?cCl?32c2NH3?Kf,Ag(NH?3)2?Ksp,AgCl?1.1?107?1.77?10?10?1.95?10?3

x2-1?3?1.95?10 x = 0.0044 (mol·L) 20.17 在100ml 0.15 mol·L1Ag(CN)2中加入+50ml 0.1mol·L1 KI溶液,是否有AgI沉淀生

-成?在上述溶液中再加入50ml 0.2mol·L1KCN溶液,又是否产生AgI沉淀 ?

---解:(1)100ml0.15mol·L1 Ag(CN)2中加入50mL 0.1mol·L1 KI后,

- c[Ag(CN)2-] = 0.15×100/150 = 0.10(mol·L1),

- - c(I ) = 0.1×50/150 = 0.033 (mol·L1)

-- Ag+ + 2CN = Ag(CN)2 平衡时 x 2x 0.10 - x

---

Kf?0.1?x-L1) ?1.3?1021 x = 2.7×10-8(mol·2x(2x)-8

-10

c(Ag+)c(I-) = 2.7×10×0.033 = 8.9×10> Ksp,AgI = 8.51×10-17, 有AgI沉淀生成。

- (2)再加入50ml 0.2mol·L1KCN后,c(CN-) = 0.2×50 /200 = 0.05(mol·L-1) c[Ag(CN)2-] = 0.15×100/200 = 0.075(mol·L),

--c(I) = 0.1×50/200 = 0.025 (mol·L1)

-- Ag+ + 2CN = Ag(CN)2 平衡时 y 0.05 0.075 – y

- Kf?0.075?y?1.3?1021 y = 2.3×10-20(mol·L1)

(0.05)2y c(Ag+)c(I-) = 2.3×10×0.025 = 5.8×10< Ksp,AgI = 8.51×10, 无AgI沉淀生成。

2-8 0.08molAgNO3溶解在1LNa2S2O3溶液中形成Ag(S2O3)23-,过量的S2O3浓度为0.2 -mol·L1。欲得到卤化银沉淀 ,所需I-和Cl-的浓度各为多少?能否得到AgI,AgCl沉淀?

-解:0.08molAgNO3溶解在1LNa2S2O3溶液后,c[Ag(S2O3)23-] = 0.08(mol·L1)

-20

-22

-17

2

Ag+ + 2S2O3 = Ag(S2O3)2 x 0.2 0.08 – x

2-3-

Kf?0.08?x-14-113 x = 6.9×10(mol·L) ?2.9?1020.2x 欲得AgCl沉淀,c(Ag+)c(Cl-) >Ksp,AgCl

-10-14- c(Cl-) > 1.77×10 /6.9×10 = 2565 (mol·L1) ,不可能得到AgCl沉淀。

欲得AgI沉淀,c(Ag+)c(I-) >Ksp,AgI

-17-14-3- c(I-) > 8.51×10 /6.9×10 = 1.23×10 (mol·L1) ,可以得到AgI沉淀。 --9 50ml 0.1 mol·L1 AgNO3溶液与等量的6 mol·L1氨水混合后,向此溶液中加入0.119g KBr固体,有无AgBr沉淀析出?如欲阻止AgBr析出,原混合溶液中氨的初浓度至少应为多少?

--解:50ml 0.1 mol·L1 AgNO3溶液与等量的6 mol·L1氨水混合后,各自的浓度减半,

---AgNO3溶液和氨水的浓度分别为0.05 mol·L1和3 mol·L1,反应生成0.05 mol·L1 Ag(NH3)2+,

-平衡时Ag+浓度为xmol·L1。

Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+

- 平衡时 x 2.9 + 2x 0.05 – x mol·L1

0.05?x?Kf?1.1?107 2x(2.9?2x)0.05 –x ≈ 0.05 2.9 + 2x ≈ 2.9 x = 5.4×10-10 (mol·L1)

-

加入0.119g KBr固体后,Br-浓度=

0.119?0.01(mol?L?1)

119?0.1c(Ag+)c(Br-) = 5.4×10-10×0.01 = 5.4×10-12 > KSP, AgBr = 5.35×10-13

-欲阻止生成AgBr沉淀,c(Ag+) ≤5.35×10-13/0.01 = 5.35×10-11(mol·L1)

Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+

- 平衡时 5.35×10-11 x +2×5.35×10-11 0.05 –5.35×10-11 mol·L1

x +2×5.35×10-11 ≈ x 0.05 –5.35×10-11 ≈ 0.05

0.05-?1.1?107 x = 9.2 (mol·L1) -1125.35?10?x氨水的初浓度 = 9.2 + 0.1 = 9.3 (mol·L)

-10 分别计算Zn(OH)2溶于氨水生成Zn(NH3)42+和生成Zn(OH)42时的平衡常数。若溶

-液中NH3和NH4+的浓度均为0.1 mol·L1,则Zn(OH)2溶于该溶液中主要生成哪一种配离子?

-解: Zn(OH)2 + 4NH3 = Zn(NH3)42+ + 2OH

Kj?c Zn(NHc2?3) 42cOH?4NH3?Kf,Zn(NH2?3) 4?Ksp,Zn(OH)2

?2.9?109?6.68?10?17?1.9?10?7Zn(OH)2 + 2OH = Zn(OH)42

--

Kj? cZn(OH)2- 4c2OH-?2cZn2??cOH?cZn2??c2OH??Kf,Zn(OH)42-?Ksp,Zn(OH)2

?4.6?1017?6.68?10?17?30.7 当溶液中NH3和NH4+的浓度均为0.1 mol·L1时,OH 浓度为x mol·L1,

NH3·H2O = NH4+ + OH

---

3

平衡 0.1 0.1 x Kb?0.1x?1.77?10?5 x = 1.77×10-5(mol·L-1) 0.1--

Zn(NH3)42+ + 4OH = Zn(OH)42 + 4NH3

Kj?cZn(OH)cZn(NHcZn(NH42-42- ?c4NH34?cOH?2-?Kf,Zn(OH)Kf,Zn(NH42- 3)42? 3)42? 4.6?1017??1.6?108 92.9?10Kj?cZn(OH)3)42? 44(0.1) (1.77?10?5)48?1.6?108

cZn(OH)cZn(NH 3)42? (1.77?10?5)4?1.6?10??1.6?10?8 40.1-

当溶液中NH3和NH4+的浓度均为0.1 mol·L1时,Zn(OH)2溶于该溶液中主要生成Zn(NH3)42+。

---11 将含有0.2 mol·L1NH3和1.0 mol·L1NH4+的缓冲溶液与0.02 mol·L1Cu(NH3)42+溶液等体积混合,有无Cu(OH)2沉淀生成?[已知Cu(OH)2的Ksp=2.2×10-20]

-解:等体积混合后,NH3、NH4+、Cu(NH3)42+的浓度各自减半,设Cu2+浓度为x mol·L1, Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)42+ 平衡时 x 0.1+4x 0.01 - x

Kf?0.01?x13 ?2.1?104x(0.1?4x)-

0.01 – x ≈ 0.01 0.1+4x ≈ 0.1 x = 4.8×10-12 (mol·L1)

–- 设混合液中OH浓度为y mol·L1,

NH3·H2O = NH4+ + OH–

平衡时 0.y 0.5+y y

Kb?(0.5?y)y?1.77?10?5

0.1?y-

0.y≈0.1 0.5+y≈0.5 y = 3.5×10-6 (mol·L1)

- c ( Cu2+) c2(OH ) = 4.8×10-12×(3.5×10-6)2 = 5.9×10-23 < Cu(OH)2的Ksp,无Cu(OH)2

沉淀生成。

12 出下列反应的方程式并计算平衡常数:

(1) AgI溶于KCN溶液中;

(2) AgBr微溶于氨水中,溶液酸化后又析出沉淀(两个反应)。

--

解:(1) AgI + 2CN- = Ag(CN)2 + I

Kj?cAg(CN)- cI?2c2CN??Kf,Ag(CN)- ?Ksp,AgI?1.3?1021?8.51?10?17?1.1?105

2(2) AgBr + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Br-

4