第十一章 配位化合物习题解答
更新时间:2024-06-23 23:30:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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第十一章 配位化合物习题解答
1.指出下列配合物(或配离子)的中心原子、配体、配位原子及中心原子的配位数。
配合物或配离子 H2[PtCl6] [Co(ONO)(NH3)5]SO4 NH4[Co(NO2)4(NH3)2] [Ni(CO)4] Na3[Ag(S2O3)2] [PtCl5(NH3)]- [Al (OH)4]- 中心原子 Pt4+ Co3+ Co3+ Ni Ag+ Pt4+ Al3+ 配体 Cl- ONO-、NH3 NO2、 NH3 CO S2O32- Cl- 、NH3 OH- 配位原子 Cl O、N N、N C S Cl、N O 配位数 6 6 6 4 2 6 4 2.命名下列配离子和配合物,并指出配离子的电荷数和中心原子氧化值。 配合物或配离子 [Co(NO2)3(NH3)3] [Co(en)3]2(SO4)3 Na2[SiF6] [Pt Cl (NO2) (NH3)4] [CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl [PtCl4]2- [Pt Cl2 (en)] K3[Fe(CN)6] 名 称 三硝基·三氨合钴(Ⅲ) 硫酸三(乙二胺)合钴(Ⅲ) 六氟合硅(Ⅳ)酸钠 氯·硝基·二氨合铂(Ⅱ) 氯化二氯·三氨·水合钴(Ⅲ) 四氯合铂(Ⅱ)配离子 二氯·(乙二胺)合铂(Ⅱ) 六氰合铁(Ⅲ)酸钾 配离子的电荷数 0 +3 -2 0 +1 -2 0 -3 中心原子的氧化值 Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 3.写出下列配合物的化学式: (1) H2[PtCl6] (2) NH4[Cr(NCS)4(NH3)2] (3) [Co(NH3)6](ClO4)2
(4) Na2[Fe(CN)5(CO)] (5) [Cr(OH)(C2O4) (H2O)(en)]
7.计算下列反应的平衡常数,并判断下列反应进行的方向。已知:lgKsθ([Hg(NH3)4]) = 19.28;lgKsθ(HgY2-) = 21.8;lgKsθ([Cu(NH3)4]2+) = 13.32;lgKsθ([Zn(NH3)4]2+) = 9.46 ;lgKsθ([Fe(C2O4)3]3-) = 20.2;lgKsθ([Fe(CN)6]3-) = 42
(1)[Hg(NH3)4]2+ + Y4- (2)[Cu(NH3)4]2+ + Zn2+ (3)[Fe(C2O4)3]3- + 6CN- HgY2- + 4NH3 [Zn(NH3)4]2+ + Cu2+ [Fe(CN)6]3- + 3C2O42-
2+
解:反应均为配离子相互转化,配离子之间的转化方向是由稳定常数小的转化为稳定常数大的,通过两个配离子的稳定常数的组合形成新的平衡常数的大小来判断。 (1)K?[HgY[Hg(NH?2-][NH3]2?3444-)][Y]2??[HgY2?][NH3][Hg4?42?]]
[Hg(NH)][Y2?34][Hg2? ?Ks{[HgY]K{[Hg(NH?s}2?34)]}?6.3?1021191.90?10?3.3?102+
2
2-
该反应进行的方向是 [Hg(NH3)4]+Y=[HgY]+4NH3 ,即:反应正向进行。
4-
(2)K??[Zn(NH[Cu(NH2?34)][Cu)][Zn332?2?]]2?34?[Zn(NH3)4][Cu[Cu(NH)][Zn2?342?2?2?][NH3]][NH3]?444
?Ks{[Zn(NHK{[Cu(NH?s)4]2?2?})4]}?2.9?102.1?10913?1.4?10
该反应进行的方向是 [Zn(NH3)4]2++Cu2+=[Cu(NH3)4]2++Zn2+ ,即:反应逆向进行。 (3)K?[Fe(CN)6][C2O4][Fe(C2O)][CN]3-433?2?3-6?[Fe(CN)6][C2O4][Fe[Fe(C2O)][CN][Fe3?3?43?63?2?33?3?]]
?Ks{[Fe(CN)K{[Fe(Cθs2θ6]}3?O4)3]}?1.0?101.6?103-
4220?2.6?10-
21
3-2-
该反应进行的方向是 [Fe(C2O4)3]+6CN=[Fe(CN)6]+3C2O4,即:反应正向进行。
K值愈大,正向反应进行的愈完全,从上面计算的结果看,(3)反应的正向进行的最完全。
8.10mL 0.10mol·L-1 CuSO4溶液与10mL 6.0mol·L-1 NH3·H2O混合并达平衡,计算溶液中Cu2+、NH3·H2O及[Cu(NH3)4]2+的浓度各是多少?若向此混合溶液中加入0.0010mol NaOH固体,问是否有Cu(OH)2沉淀生成?
解:(1)已知: Ksθ([Cu(NH3)4]) = 2.09×10;
混合溶液中,因氨水过量,Cu2+能定量转化为[Cu(NH3)4]2+,且每形成1mol [Cu(NH3)4]2+
需要同时消耗4 mol NH3·H2O
Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+
起始浓度 0.05 3.0 0 平衡浓度 x 3.0-4×0.05+4x 0.05- x
Kθs2+13
?[Cu(NH[Cu2?3)42?]4] [NH3]?2.09?1013
将平衡时各浓度代入上式:
θ
0.05?xx?(3.0?4?0.05?4x)4?2.09?1013
因Kf值很大,则x很小,所以上式中0.05- x≈0.05,3.0-4×0.05+4x≈2.8,解得: x=8.5×10-16
溶液中游离Cu2+的浓度为8.5×10-16 mol·L-1 溶液中[Cu(NH3)4]2+的浓度为:0.05- x≈0.05 mol·L-1
溶液中剩余NH3·H2O的浓度为:3.0-4×0.05+4x≈2.8 mol·L。
(2)已知:Cu(OH)2的Kspθ=2.2×10-20,当加入0.001 mol NaOH后,溶液中的各有关离子的浓度为:[OH-]= 0.05 mol·L-1
[Cu2+]= 8.5×10-16 mol·L-1
离子积为:J=[Cu2+]×[OH-]2=2.125×10-18>Ks pθ(Cu(OH)2)= 2.2×10-20 故,加入0.001 mol NaOH后有Cu(OH)2沉淀生成。
-1
9.向0.10mol·LAgNO3溶液50ml中加入质量分数为18.3%(?=0.929 kg·L)的氨水30.0ml,然后用水稀释至100ml,求: (1)溶液中Ag、[Ag(NH3)2]、NH3的浓度;(2)加0.100mol·L-1 KCl溶液10.0ml时,是否有AgC1沉淀生成?通过计算指出,溶液中无AgC1沉淀生成时,NH3的最低平衡浓度应为多少?
解:(1)在未形成[Ag(NH
c(Ag)??-1 -1
++
3?)2]时,100ml溶液中Ag和NH3的浓度分别为:
+
0.10?50.0100?0.05(mol?L)
?1c(NH3)?0.929?1?1000?18.3%?30.017.03?100?3.00(mol?L)?1
? Ag+ + 2NH3
[Ag(NH3)2]
反应前 0.05 3.00 0 平衡时 x 3.00-0.05×2+2x 0.05-x =2.90+2x≈2.90 ≈0.05 K{[Ag(NH3)2]}?θs?[Ag(NH??32)]2[Ag][NH3]?1.1?107
[Ag]??[Ag(NH3)2]Ks{[Ag(NH3)2]}[NH3]??2??0.051.1?10?2.9072?5.4?10?10
所以溶液中Ag+浓度为5.4×10-10mol·L-1,[Ag(NH3)2?]的浓度为0.05mol·L-1,[NH3]的浓度为2.90mol·L-1。
(2)加入10.0mlKCl溶液后,溶液的总体积为110ml,这时溶液中各成分浓度为
c([Ag(NH3)2])=0.05×100/110=0.0455(mol·L
?-1
)
c(NH3)=2.90×100/110=2.64(mol·Lc(Cl)=0.100×10.0/110=9.1×10
?-1
)
-3
(mol·L-1)
)2](aq)?Cl(aq)?AgCl(s)?2NH3(aq)??生成AgCl沉淀的反应式为:[Ag(NHK?[NH3][Ag(NH?2-3
?514)][Cl]32?1Ks{[Ag(NHθ)]}?Ksp(AgCl)32??11.1?10?1.77?107?10
反应的反应商
Q?cr(NH3)cr([Ag(NH3)2])?cr(Cl)??2?2.642?30.0455?9.1?10?16833
由于Q>K,上述反应不能正向进行,因此没有AgCl沉淀生成。
生成AgCl沉淀的条件是Q cr(NH3)cr([Ag(NH3)2])c(NH3)??2?cr(Cl)??1Ks([Ag(NH3)2])Ksp(AgCl)????cr([Ag(NH3)2])cr(Cl)Ks([Ag(NH3)2])Ksp(AgCl)?1???c??0.0455?9.1?107?3?101.1?10?1.77?10?c ??0.46mol?L-1 10.将0.20mol·L的AgNO3溶液与0.60mol·L的KCN溶液等体积混合后,加入固体KI(忽略体积的变化),使I-浓度为0.10mol·L-1,问能否产生AgI沉淀?溶液中CN-浓度低于多少时才可出现AgI沉淀? 解:若AgNO3与KCN不发生反应,则混合后的浓度将减半,即 [Ag+]=0.20mol·L-1×1/2=.0.10mol·L-1 [CN-]= 0.60mol·L-1×1/2=.0.30mol·L-1 实际上Ag+和CN-在溶液中将按下式进行反应 Ag+ + 2CN- [Ag(CN)2]- 反应前的浓度 0.10mol·L-1 0.30mol·L-1 0 mol·L-1 平衡时浓度 xmol·L (0.30-0.20+2x)mol·L (0.10-x)mol·L ≈0.10mol·L ≈0.10mol·L利用平衡常数表示式计算溶液中Ag浓度 [Ag]= + + -1 -1 -1 -1 -1 -1 [Ag(CN)K{[Ag(CN)θs?2?2]?]}[CN]2= 0.011.3?1021?0.102?7.69?10?21 Q=[Ag+][I-]=7.69×10-21 ×0.10 =7.69×10-22<Ksp(AgI)=8.52×10-17 离子积小于溶度积,无AgI沉淀生成。 若要在[I-]=0.10mol·L-1的条件下形成AgI沉淀,则溶液中Ag+ 浓度为: [Ag]> + Ksp[I]?= 8.52?100.10?17?8.52?10?16 由稳定常数Ksθ求出CN-的浓度: [CN]= - [Ag(CN)[Ag??2]]?KS=0.108.52?10?16?1.3?1021?3.0?10?4 由计算可知,要使上述溶液生成AgI沉淀,必须使CN-的浓度小于3.0×10-4mol·L-1. * 13.298.15K时,在1L 0.05mol·L-1 AgNO3过量氨溶液中,加入固体KCl,使Cl-的浓度 为9×10-3mol·L-1(忽略因加入固体KCl而引起的体积变化),回答下列各问: (1)298.15K时,为了阻止AgCl沉淀生成,上述溶液中NH3浓度至少应为多少mol·L? (3)298.15K时,上述溶液中?([Ag(NH3)2]+/Ag)为多少伏? 解:(1)欲阻止AgCl沉淀析出,溶液中Ag+的最大浓度 Cr(Ag+)=Ksp(AgCl)/ Cr(Cl-) = 1.77×10-10/(9×10-3)= 1.97×10-8 -1 即溶液中Ag的最大浓度为1.97×10 mol·L。 设欲阻止AgCl沉淀析出,则原来AgNO3和NH3混合溶液中,氨的最低浓度为xmol·L 由反应: Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]?+-8-1 -1 平衡浓度 1.97×10-8 x-2×0.05+ 2×1.97×10-8 0.05-1.97×10-8 =x-0.1 =0.05 2 (x?0.1)?0.051.97?10?32?8?1.1?107?0.2307 K{[Ag(NH?s)]}?32?[Ag(NH?)]2[Ag][NH3]?0.05(1.97?10-1 ?8)(x?0.1)2?1.1?10 7 所以x-0.1=0.48mol·L-1, (2)平衡时 c(NH3)=x=0.48+0.1=0.58(mol·L ?) [Ag(NH3)2]=0.05mol·L -1 [Ag+]=1.97×10-8 mol·L-1 [NH3]=c(NH3)-0.1=0.58-0.1=0.48mol·L-1 [Cl-]=[K+]=9×10-3 mol·L-1
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