实训10　配位化合物的组成和性质

【实训目的】

理解配离子的生成和组成；配位平衡与沉淀溶解平衡之间相互转化。掌握配位平衡和沉淀溶解平衡分离；鉴定混合阳离子。

【实训指导】

配合物一般是由中心离子、配体和外界组成的。中心离子和配体组成配离子（内界），例如，[Cu（NH3）4]SO4，[Cu（NH3）4]2+称为配离子（内界），其中Cu2+为中心离子，NH3 为配体，SO2-4 为外界。配合物的内界和外界可完全解离，可用实验来确定。配离子的配位解离平衡是动态平衡，遵循化学平衡移动规律。

配位反应和沉淀反应常用于分离和鉴定某些离子，例如，Cu2+、Fe3+、Ba2+等混合离子，设计分离鉴定方案如图9.5所示。

图9.5　混合离子分离鉴定方案

【实训内容】

1）准备仪器和试剂

（1）仪器。试管、离心管、离心机、烧杯等。

（2）试剂。CuSO4（0.1 mol/L）、NH3·H2O（6 mol/L）、H2SO4（3 mol/L）、NaOH（2 mol/L）、AgNO3（0.1 mol/L）、Al（NO3）3（0.1 mol/L）、FeCl3（0.1 mol/L）、KBr（0.1 mol/L）、KSCN（0.1 mol/L）、KF（0.1 mol/L）、KI（0.1 mol/L）、NaCl（0.1 mol/L）、BaCl2（1 mol/L）、K3[Fe（CN）6]（0.1 mol/L）、K4[Fe（CN）6]（0.1 mol/L）、HCl（2 mol/L）、NH4F（4 mol/L）、Na2S2O3（1 mol/L）、CCl4、铝试剂、pH 试纸等。

2）操作步骤

（1）配合物的生成和组成。取两支试管，各加入10 滴0.1 mol/L CuSO4 溶液，一支试管加入2 滴1 mol/L BaCl2 溶液，另一支试管加入2 滴2 mol/L NaOH 溶液，观察产生沉淀的颜色（检验SO24-和Cu2+）。

再取一支试管加入10 滴0.1 mol/L CuSO4 溶液，加入6 mol/L NH3·H2O 溶液至生成深蓝色溶液，然后将深蓝色溶液分于两支试管中，一支试管加入2 滴1 mol/L BaCl2 溶液，另一支试管加入2 滴2 mol/L NaOH 溶液，观察是否都有沉淀产生，并解释现象。

（2）配位平衡之间转化。

①在试管中加入5 滴0.1 mol/L FeCl3 溶液和1 滴0.1 mol/L KSCN 溶液，观察现象（检验Fe3+）。将溶液用水稀释，逐滴加入4 mol/L NH4F 溶液，观察现象，并解释。

②以0.1 mol/L 铁氰化钾（K3[Fe（CN）6]）溶液代替0.1 mol/L FeCl3 溶液重复上述实验，观察现象是否与上述相同，并解释。

（3）配位平衡与沉淀反应。在试管中加入5 滴0.1 mol/L AgNO3 溶液，按下列次序进行实验，写出每一步反应的化学方程式。

①加1～2 滴0.1 mol/L NaCl 溶液，至生成白色沉淀。

②滴加6 mol/L NH3·H2O 溶液，边滴边振荡，至沉淀刚溶解。

③加1～2 滴0.1 mol/L NaBr 溶液，至生成浅黄色沉淀。

④滴加1 mol/L Na2S2O4 溶液，边滴边振荡，至沉淀刚溶解。

⑤加1～2 滴0.1 mol/L KI 溶液，至生成黄色沉淀。

根据上述实验结果，讨论沉淀—溶解平衡与配位平衡的关系，并比较卤化银溶度积大小和相关配离子的稳定性。

（4）配位平衡与氧化还原反应。取两支试管，各加入0.1 mol/L FeCl3 溶液5 滴，在其中一支试管中逐滴加入0.1 mol/L KF 溶液，摇匀，至浅黄色褪去，再多加几滴。

在上述两支试管中，分别加入5 滴0.1 mol/L KI 溶液和5 滴CCl4，振摇，观察两支试管中CCl4 层的颜色，解释之，并写出相关反应的化学方程式。

（5）配位平衡与溶液酸碱性。在试管中先加入1 mL 0.1 mol/L CuSO4 溶液，再逐滴加入6 mol/L NH3·H2O 溶液，边加边振荡，至沉淀完全溶解。再逐滴加入3 mol/L H2SO4 溶液，观察现象，解释之，并写出相关反应的化学方程式。

（6）混合离子分离和鉴定。取15 滴Ag+、Cu2+、Al3+混合溶液，设计并进行分离和鉴定，写出分离和鉴定过程示意图。

【实训注意】

（1）实验前检查玻璃器皿是否干净，实验后及时清洗干净玻璃器皿。

（2）混合离子分离时，使用离心机离心后，轻轻取出离心试管，不要剧烈振动，以防沉淀破碎，溶液浑浊。

【实训思考】

（1）在[Cu（NH3）4]SO4 溶液中加入NaOH 溶液，为什么没有蓝色沉淀生成？

（2）复盐和配合物有什么不同？ 怎么用化学方法区别 NH4Fe（SO4）2和K3[Fe（CN）6]？