第十一章 配位化合物习题解答

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

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mav3.html