无机化学II实验
-
实验一
银氨配离子配位数及稳定常数的测定
一、实验目的
1
．
应用配位平衡和沉淀平衡等知识测定银氨配离子
［
Ag(NH
3
)<
/p>
n+
的配位数
n
及稳定常数。
二、实验前应思考的问题
1.
测定银氨配离子配位数的理论依据是什么？如何利用作图
法处理实验数据？
2.
在滴定时，
以产生
AgBr
浑浊不再消失为终点，怎样避免
KBr
过量？若已发现
KBr
少量
过量，能否在此实验基础上加以补救？
3.
实验中所用的锥形瓶开始时是否必须是干燥的？在滴定过
程中，是否需用蒸馏水洗锥形
瓶内壁？为什么？
三、实验原理
在
AgNO
3
溶液中加入过量氨水
，即生成稳定的［
Ag(NH
3
)
n
］
+
。
Ag
+
+ nNH
3
［
Ag(NH
3
)
n
］
+
(1)
K
f
Θ
=
[
Ag(N
H
3
)
n
]<
/p>
+
/[
Ag
+
][
NH
3
]
n
再往溶液中加入
KBr
溶液，直到刚刚
出现
Br
沉淀（浑浊）为止，这是混合溶液中同
时存在着以下的配位平衡和沉淀平衡：
Ag
+
+Br
-
AgBr(
s)
(2)
[Ag
+
][
Br
-
] =
K
sq
Θ
反
应
(1)-
反应
(2)
得
AgBr(s) + nNH
3
<
/p>
［
Ag(NH
3
)
n
］
+
+ Br
-
[
Ag
(<
/p>
NH
3
)
n
][
Br
]
K
f
[
NH
3
]
n
[
Br
]
K
< br>f
[
NH
3
]
n
[
Ag
(
NH
3
)
n<
/p>
]
式中
[
Br
-
], [
NH
3
],
［
Ag(NH
3
)
n
< br>］
+
都是相应物质平衡时的浓度
(
单位：
mol·
L
< br>-1
),
它们可以
近视地按以下
方法计算。
设每份混合溶液最初取用的
AgNO
3
溶液的体积为
V(Ag<
/p>
+
)(
各份相同
)
，
浓度分别为
[Ag
+
]
0
,
每份中所加入过量氨水和
KBr
溶液的体积分别为
V(NH
3
)
和
V(Br
-
)
，其浓
度分别为
[NH
3
]
< br>0
和
[Br
-
< br>]
0
，混合液总体积为
V
总
，则混合后并达到平衡时：
V
Br
(5)
[
Br
]
[
Br
]
0
<
/p>
V
总
(6)
V
Ag
[
Ag
(
NH
3
)
n
]
[
Ag<
/p>
]
0
[
NH
3
]
[
NH
3
]
0
V
NH
3
V
总
V
< br>总
(7)
将式
(5)
~
(7)
带入
(4)
并整理得
<
/p>
n
K
f
V
NH
(
3
V
Br
[
NH
3
]
0
n
< br>)
V
总
[
Ag
]
0
V
Ag
[
Br
]
0<
/p>
V
总
V
总
n
V
Br
K
'
V
NH
3
lg
V
Br
n
lg
V
NH
3
lg
K
'
以
lgV(Br
-<
/p>
)
为纵坐标，
nlgV(NH
3
)
为横坐标作图，所得直线斜率即为［
Ag(NH
3
)
n
］
+
的
′
′
′
配位数
n
。截距
lgK
，由截
距可求得
K
，再由
K
< br>和
AgBr
的
K
sq
Θ
可计算［
Ag(NH<
/p>
3
)
n
］
+
的
K
f
Θ
。
三、实验用品
仪器：量筒
(5mL
，
10mL
，<
/p>
20mL)
、酸式滴定管、移液管，锥形瓶。
药品：
0.01mol·
L
-1
KBr
溶液、
0.01mol·
L
-1
AgNO
3
溶液、
2mol·
L
-1
氨水溶液
四、实验内容
按下表用移液管准确移取
0.01
0mol•L
-1
AgNO3
溶液，
2mol·
L
-1
< br>NH
3
溶液和蒸馏水于锥
形瓶中
，
在不断振荡下，
从酸式滴定管中逐滴加入
0.010mol•L
-1
KBr
溶液，
直到刚产生的
AgBr
-
浑浊
不再消失为止。记下所用的
KBr
溶液的体积
VBr
，并计算出溶液的体积
V
总
。
五、数据记录和结果处理
以
lgV(Br
-
)<
/p>
为纵坐标，
nlgV(NH
3
)
为横坐标作图，所得直线斜率即为［
Ag(NH
3
)
n
］
+
的
′
′
′
配位数
n
。截距
lgK
，由截距可求得
< br>K
，再由
K
和
< br>AgBr
的
K
sq
Θ
可计算［
Ag(NH
3<
/p>
)
n
］
+
的
K
f
Θ
编号
V(Ag
+
)/mL
V(NH
3
)/mL
V(H
2
O)/mL
V(Br
-
)/mL
< br>
V
总
/mL
lgV(NH
3
)/mL
lgV(Br
-
)
1
2
3
4
5
6
7
实验二
配位化合物的生成和性质
一、实验目的
熟悉配合物的生成方法和组成特点。
了解配离子和简单离子、
配合物和复盐的区别。
掌
握沉淀反应、氧化还
原反应及溶液的酸碱性对配位平衡的影响。了解螯合物形成的条件。
二、实验前应思考的问题
1.
如何区别配盐和复盐？
2.
实验中所用的
< br>EDTA
是什么物质？它与金属离子形成配离子有何特点？
三、实验用品
仪器：试管、白瓷点滴板。
固体药品：
CoCl
2
·
6H
2
< br>O
液体药品：
H
2
SO
4
(
浓
)
、
< br>HCl(
浓
)
、
NaOH(2mol
·
L
-1
、
0.1 mol
·
< br>L
-1
)
、
NH
3
·
H
2
O(2mol
·
L
-1
)
、
< br>HgCl
2
(0.1mol·
L
-1
)
、
Ba
Cl
2
(0.5 mol
·
L
-1
)
、
FeCl
3
(0.5 mol
·
L
-1
、
0.1 mol
·
L
-1
)
、
SnCl
2
(0.1 mol
·
L-1)
、
NaCl(0.1 mol·
L
-1
)
、
KI(0.1 mol
·
L
-1
)
、
KBr(0.1 mol
·
< br>L
-1
)
、
NH
4
F(4 mol
·
L
-1
)
、
CCl
4
、
CuSO
4
(0.1
mol·
L
-1
)
、
(NH4)
2
Fe(SO
4
)
2
(0.1 mol
·
L
-1
)
、
Na
2
S
2<
/p>
O
3
(0.1 mol
< br>·
L
-1
)
、
NiSO
4
(0.1 mol<
/p>
·
L
-1
)
、
AgNO
3
(0
.1
mol·
L
-1
)
、
(NH
4
)
2
C
2
O
4
(
饱和
)
、
KSCN(0.1 mol
·<
/p>
L
-1
)
、
K
3
[Fe(CN)
6
](0.1 mol
·
L
-1
)
、
K
4
[Fe(CN)
6
](
0.1
mol·
L
-1
)
、二乙酰二肟
(1
％
)
、无水乙醇、碘水、
EDTA(0.1
mol
·
L
-1
)
四、实验原理
配合物的反应，配位离子的稳定常数，平衡原理
五、实验内容
1
．配合物的生成
(1)
在试管中加入
10
滴
0.1 mol<
/p>
·
L
-1
CuS
O
4
溶液，逐滴加入
2mol
·
L
-1
NaOH
溶液，产生
沉淀后继续滴加氨水，直至生成深蓝色溶液。
将此溶液分为两份，
一份留做下面实验用。在
另一
份中加入
3~4mL
无水乙醇，观察有何现象发生
?
(2)
住试管中滴入
2
滴
0.1mol
·
L
-1
HgCl
2
溶液，逐滴
加入
0.1mol
·
L
-1
KI
溶液，观察红色
Hg
I
2
沉淀的生成，继续滴加过量
KI<
/p>
溶液，观察现象，写出反应方程式。
2
．配合物的组成
(1)
在两支试管中各加入
2
滴
0.1mol·
L
-1
CuSO
4
溶液，
然后分别加入
1
滴
0.5 mol·
L
-1
BaCl
2
溶液，和
1
滴
0.1 mol·
L
-1
NaOH
溶液，观察现象；写出反应方程式。
< br>
(2)
将实验
1.(1)
保留的溶液分成两份，一份加入
1
滴
0.5 mol·
L
-1
BaCl
2
溶液，另
—
份加
入
< br>1
滴
0.1
mol·
L
-1
NaOH<
/p>
溶液，观察现象。写出反应方程式。根据实验结果，分析该铜氨
配
合物的内界和外界的组成。
3
．简单离子与配离子、复盐与配合物的区别
(1)
在试管中加入
5
滴
0.1 mol·
L<
/p>
-1
FeCl
3
溶液，
再加入
3
滴
< br>0.1 mol·
L
-1
KI<
/p>
，
充分振荡后观
察
CCl
4
层的颜色，写出反应方程式。
以
0.1mol·
L
-1
K
3
[Fe(CN)
6
]
溶液代替
FeCl
3
溶液，做同样的实验，观
察现象。比较两者有
何不同，并加以解释。
(2)
在试管中加入
5
滴碘水，观察颜色。然后加
2
滴
0.1
mol·
L
-1
(NH
4
)
2
Fe(SO
4
)
2
溶液，
观察碘水是否褪色。
以
0.1 mol·
L
-1
K
4
< br>[Fe(CN)
6
]
溶液代替<
/p>
(NH
4
)
2<
/p>
Fe(SO
4
)
2
溶液做同样的实验，
观察现象。<
/p>
比较
两者有何不同，并加以解释。
(3)
在试管中加入
5
滴
0.1 mol·
L<
/p>
-1
FeCl
3
溶液，然后加入
2
滴
< br>0.1mol·
L
-1
KSCN
溶液，观
察现象。写出反应方程式
(<
/p>
保留溶液待以后实验用
)
。
以
0.1
mol
·
L
-1
K
3
[Fe(CN)
6
]
溶液代替
FeCl
3
溶液，
做同样的实验，观察现象有何不同。并
解释原因。
根据以上实验，说明简单离子和配离子有哪些区别。
(4)
用实验说明硫酸铁铵是复盐
，铁氰化钾是配合物，写出操作步骤并用实验验证。
4
．配离子稳定性比较
取
2
滴
0.1
mol
·
L
-1
FeCl
3
溶液于试管中，加入<
/p>
1
滴
0.1 mol
·
L
-1
KSCN
溶液，观察溶液
颜色的变化，再滴加
4 mol
·
L
-1
NH
4
F
溶液，直至溶液颜色完全褪去，然后往
溶液中再滴加
饱和
(NH
4
)
2
C
2
O
4
溶液，溶液颜色又有何变化，写出有关反应方程式
。
根据溶液颜色的变化，比较这三种
Fe(
Ⅲ
)
配
离子的稳定性。
5
．配位平衡的移动
(1)
配离子的离解和平衡移动。
取米粒大小的
CoCl
2
< br>·
6H
2
O
于试管中，加水溶解，观察现象。再往试管中滴加浓盐酸，
观察颜色变化，再滴加水
，颜色又有何改变，解释现象。
(2)
配位平衡与沉淀溶解平衡
往试管加入
3
滴
0.1 mol·
L
-1
AgNO
3
溶液，
加
1
滴
0.1 mol·
L
-1
的
NaCl
溶液，
有什么现象，
再往试管中滴加
2mol·
L
-1
NH
3
·
H
2
O
有何现象
?
再往试管
中滴加
0.1
mol·
L
-1
KBr
溶液，又有什
么现象
?
再往试管中滴加
0.1mol·
L
-1
N
a
2
S
2
O<
/p>
3
溶液，振荡，有什么现象
?
再往试管中滴加
0.1mol·
L
-1
KI
溶液，又有什么
现象
?
根据难溶物的溶度积和配合物的稳定常数解释上述一系<
/p>
列现象，并写出有关反应方程式。
(3)
配位平衡与氧化还原反应。
取两支试管各加入
2
滴
0.1mol·
L
-1
FeCl
3
溶液
，
然后向一支试管中加入
5
滴饱和
(NH
4
)
2
C
2
O
4
溶液，
另一支试管加
5
滴蒸馏水，
再向两支试管中各加
3
滴<
/p>
0.1mol·
L
-1
< br>KI
溶液和
5
滴
CCl
4
，
振荡试管。观察
两支试管中
CCl
4
层的颜色，解释实
验现象。
(4)
配位平衡与酸碱反应
①在试管中加入
10
滴
0.5
mol·
L
-1
的
FeCl
3<
/p>
溶液，再逐滴加入
4mol·
L
-1
NH
4
F
溶液，充
分振荡至无色。将溶液分成两份，
一份加入几滴
2
mol·
L
-1
的
NaOH
溶液，另一份加入几
滴浓硫
酸。观察现象，写出反应方程式。
⑦将自
制的
[Cu(NH
3
)
4
]
2+
溶液分成两份，在其
中一份中逐滴加入
l mol·
L<
/p>
-1
的
H
2
SO
4
，有
什么现象。写出反应方程式
(
另一份留在后
面实验用
)
。
6
．螯合物的生成
(1)
取
1
滴
0.1 mol·
L
-1
的
NiSO
4
溶液于点滴板上．
加入二乙酰二肟溶液，
观察有什么现
象
? Ni
2+
离子与
二乙酰二肟反应生成鲜红色的内络盐沉淀。
H
+
离子浓度过大不利于内络盐的
生成，而
OH-
离子的浓度也不宜太高，否则会生成
Ni(OH)
2
沉淀。合适的酸度是
PH
值为
5~10
。
(2)
在前面保留的硫氰酸铁和
[Cu(N
H
3
)
4
]<
/p>
2+
溶液的试管中，各滴加
0.1
mol·
L
< br>-1
的
EDTA
溶液，观察现象并加以解释。写出有关的反应方程式。
实验三
第一过渡系元素
(
铬、锰、铁、钴、镍
)
一、实验目的