实验五 配合物的生成和性质
一、实验目的
1、了解有关配合物的生成，配离子及简单离子的区别。
2、比较配离子的稳定性，了解配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应以及溶液酸度的关系。
二、预习提问
1、 试指出硫酸铁铵和铁氰化钾哪个物质是配合物？
答：铁氰化钾是配合物。
2、 Cu 2+与[Cu （NH 3）4]2+比，谁的氧化能力较强？为什么？
答：Cu 2+的氧化能力较强。
因为φCu2+/Cu >φ[Cu （NH3）4]2+/Cu
3、 配合物与复盐的主要区别是什么？如何判断某化合物是配合物？
答：复盐是由两种或两种以上的同种晶型的简单盐类所组成的化合物，在其晶体中（或水溶液中）均只有简单的离子存在。
而配合物晶体中存在复杂的配位离子或配位分子，这些配位离子或配位分子或离子很稳定，能以独立的整体存在，根据晶体中（或水溶液中）是否含有复杂的配位离子或分子来判断某化合物是不是配合物。
三、实验原理
由一个简单的正离子和几个中性分子或其它离子结合而成的复杂离子叫配离子，含有配离子的化合物叫配合物。
配离子在溶液中也能或多或少地离解成简单离子或分子。
例如：
[Cu(NH 3)4]2+配离子在溶液中存在下列离解平衡：
32243NH 4Cu ])NH (Cu [+⇔++
)])(([)()(243342++⋅=NH Cu C NH C Cu C K d 不稳定常数K d 表示该离子离解成简单离子趋势的大小。
配离子的离解平衡也是一种化学平衡。
能向着生成更难离解或更难溶解的物质的方向进行，例如，在[Fe(SCN)]2+溶解中加入F -离子，则反应向着生成稳定常数更大的[FeF 6]3- 配离子方向进行。
螯合物是中心离子与多基配位形成的具有环状结构的配合物。
很多金属的螯合物都具有特征的颜色，并且很难溶于水而易溶于有机溶剂。
例如，丁二肟在弱碱性条件下与Ni 2+生成鲜红色难溶于水的螯合物，这一反应可作检验Ni 2+的特征反应。
四、仪器及试剂
1、 仪器
试管、滴定管
2、 试剂
HgCl 2(0.1mol ·L -1)、KI(0.1 mol ·L -1)、NiSO 4(0.2 mol ·L -1)、BaCl 2(0.1mol ·L -1)、NaOH(0.1mol ·L -1)、1:1(NH 3·H 2O)、FeCl 3(0.1mol ·L -1)、KSCN(0.1 mol ·L -1)、K 3[Fe(CN)6](0.1 mol ·L -1)、AgNO 3(0.1mol ·L -1)、NaCl(0.1 mol ·L -1)、CCl 4、FeCl 3(0.5 mol ·L -1)、NH 4F(4 mol ·L -1)、
NaOH(2mol·L-1)、1:1H2SO4、HCl(浓)、NaF(0.1 mol·L-1)、CuSO4(0.1 mol·L-1)、K4P2O7(2 mol·L-1)、NiCl2(0.1 mol·L-1)、NH3·H2O(2 mol·L-1)、1%丁二肟、乙醚。
五、实验内容
1、配离子的生成与配合物的组成
(1)在试管中加入0.1 mol·L-1HgCl2溶液10滴(极毒！)，再逐滴加入0.1 mol·L-1KI溶液，观察红色沉淀的生成。
再继续加入KI溶液，观察沉淀的溶解。
反应式：HgCl2+2KI=HgI2↓+2KCl
HgI2+2KI=K2[HgI4]
(1)在2只试管中分别加入0.2 mol·L-1NiSO4溶液10滴，然后在这2只试管中分别加
入0.1 mol·L-1BaCl2溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液，
反应式：NiSO4+BaCl2= Ba SO4↓+NiCl2
NiSO4+2NaOH= Ni（OH）2↓+Na2SO4
在另一只试管中加入0.2 mol·L-1NiSO4溶液10滴，逐滴加入1:1NH3·H2O，边加边振荡，待生成的沉淀完全溶解后，再适当多加些氨水。
然后将此溶液分成两份，分别加入0.1 mol·L-1BaCl2溶液和0.1 mol·L-1溶液。
两支试管中均无现象。
反应式：NiSO4+2NH3∙H2O= (NH4)2 SO4+Ni（OH）2↓
Ni2++6NH3 = [Ni(NH3)6]2+
2、简单离子和配离子的区别
在试管中加入0.1 mol·L-1FeCl3溶液，加入少量KSCN溶液，溶液变红，
方程式为：Fe3++SCN—=[Fe（SCN）]2+
以0.1 mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液代替FeCl3溶液做同样实验，无任何现象，
方程式为：K3[Fe(CN)6]= 3K++Fe(CN)63—
3、配位平衡的移动
（1）配位平衡与沉淀反应：
在试管中加入0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，滴加0.1 mol·L-1NaCl溶液，观察现象；然后加入过量的氨水，观察现象，写出反应式，并解释之。
现象：有AgCl白色沉淀，加入NH3∙H2O后沉淀溶解。
反应式：Ag++Cl－= AgCl ↓
AgCl+2NH3= Ag(NH3)2++Cl—
（2）配位平衡与氧化还原反应：
在试管中加入0.5 mol·L-1FeCl3溶液，滴加0.1 mol·L-1KI溶液，然后加入CCl4，振荡后观察CCl4层颜色。
解释现象，并写出有关反应式。
现象：CCl4层溶入碘后变红，2Fe3++2I—=2Fe2++I2
在另一支盛有0.5 mol·L-1FeCl3溶液的试管中，先逐滴加入4 mol·L-1NH4F溶液变为无色，再加入0.1 mol·L-1KI溶液和CCl4。
振荡后，观察CCl4层的颜色，解释之，并写出有关的反应式。
现象：CCl4层为无色透明溶液，无碘生成。
反应式：Fe3++6F—=FeF63—
(2) 配位平衡与介质的酸碱性 ：
在试管中加入0.5 mol ·L -1 FeCl 3溶液10滴，逐滴加入0.4 mol ·L -1NH 4F 溶液，呈无色。
将此溶液分成两份，分别滴加2 mol ·L -1NaOH 溶液和1:1H 2SO 4溶液，观察现象，并写出有关化学反应方程式。
化学反应方程式：Fe 3++6F —=FeF 63—
FeF 63—加入NaOH 后有棕黄色絮状沉淀生成，反应方程式：
Fe 3++3OH —= Fe(OH)3 ↓
FeF 63—⇔
Fe 3++6F — 平衡右移。
FeF 63—加入H 2SO 4后变黄色， F —+H +=HF FeF 63—⇔
Fe 3++6F — 平衡右移。
(3) 配离子的转化
往一支试管中加入2滴0.1 mol ·L -1FeCl 3溶液，加水稀释至无色，加入1-2滴0.1 mol ·L -1KSCN 溶液，再逐滴加入0.1 mol ·L -1NaF 溶液，观察现象并解释之。
Fe 3++SCN —=[Fe （SCN ）]2+
Fe 3++6F —=FeF 63— [Fe （SCN ）]2+⇔Fe 3++SCN —
平衡右移，颜色褪去。
4、螯合物的形成
(1)往试管中加入约1mL 0.1 mol ·L -1CuSO 4溶液，然后逐滴加入2 mol ·L -1K 4P 2O 7溶液，先生成浅蓝色的焦磷酸铜沉淀。
继续加入K 4P 2O 7溶液，沉淀又溶解，生成深蓝色透明溶液。
2Cu 2++ P 2O 74—= Cu 2P 2O 7↓
Cu 2 P 2O 7+ P 2O 74—=2 CuP 2O 72—
(2)往试管中加入2滴0.1 mol ·L -1NiCl 2溶液及约1mL 蒸馏水，再加入1-2滴2 mol ·L -1氨水溶液，使呈碱性。
然后加入2-3滴1%丁二肟溶液，观察生成的鲜红色沉淀。
最后加入1mL 乙醚，振荡，观察现象。
现象：鲜红色沉淀溶入乙醚溶液。
六、思考题
总结本实验观察到的现象，说明配离子和简单离子的区别以及影响配位平衡的因素有哪些？。