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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。

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) H 2[PtCl 6] (2) NH 4[Cr(NCS)4(NH 3)2] (3) [Co(NH 3)6](ClO 4)2

(4) Na 2[Fe(CN)5(CO)] (5) [Cr(OH)(C 2O 4) (H 2O)(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:lg K s θ([Hg(NH 3)4]2+

) = 19.28;lg K s θ(HgY 2-) = 21.8;lg K s θ([Cu(NH 3)4]2+) = 13.32;lg K s θ([Zn(NH 3)4]2+) = 9.46 ;lg K s θ([Fe(C 2O 4)3]3-) = 20.2;lg K s θ([Fe(CN)6]3-) = 42

(1)[Hg(NH 3)4]2+ + Y 4- HgY 2- + 4NH 3 (2)[Cu(NH 3)4]2+ + Zn [Zn(NH 3)4]2+ + Cu 2+ (3)[Fe(C 2O 4)3]3- + 6CN -

[Fe(CN)6]3- + 3C 2O 42-

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)]

Hg

][Y

][)NH (Hg []Hg

[]NH ][HgY

[]

][Y )[Hg(NH

]

NH ][[HgY 2424

32432-

424

343-

2+

-

++

-

+

=

=

K

2

19

2124

3s

210

3.310

90.110

3.6}

])Hg(NH

{[}

[HgY]{?=??=

=

+

-

θθ

K K s

该反应进行的方向是 [Hg(NH 3)4]2+

+Y 4-

=[HgY]2-

+4NH 3 ,即:反应正向进行。

(2)4

3224

3432243224

3224

3]

NH ][Zn

][)NH (Cu []NH ][Cu ][)NH (Zn []

][Zn

)[Cu(NH

]][Cu )[Zn(NH +

++++

+++=

=

K

4

13

9243

24310

4.110

1.2109.2}

]){[Cu(NH

}

]

)Zn(NH {[-+

+?=??=

=

θθ

s

s K K

该反应进行的方向是 [Zn(NH 3)4]2++Cu 2+=[Cu(NH 3)4]2++Zn 2+ ,即:反应逆向进行。 (3)]

Fe

[]CN ][)O C (Fe []Fe []O C ][)CN (Fe []

][CN )O [Fe(C ]O C ][)CN (Fe [36

33

4233242366

--3342324236+

--

+----

=

=

K

21

20

423342

θs

36

θ

s 10

6.210

6.1100.1}

])O {[Fe(C

}

]{[Fe(CN)?=??=

=

-

-

K K

该反应进行的方向是 [Fe(C 2O 4)3]3-

+6CN -

=[Fe(CN)6]3-+3C 2O 42-

,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 CuSO 4溶液与10mL 6.0mol·L -1 NH 3·H 2O 混合并达平衡,计算溶液中Cu 2+、NH 3·H 2O 及[Cu(NH 3)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: K s θ([Cu(NH 3)4]2+) = 2.09×1013

混合溶液中,因氨水过量,Cu 2+能定量转化为[Cu(NH 3)4]2+,且每形成1mol [Cu(NH 3)4]2+

需要同时消耗4 mol NH 3·H 2O

Cu 2+ + 4NH 3 [Cu(NH 3)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

13

4

3224

3

θ

10

09.2]

[NH ][Cu

]

)[Cu(NH s

?==

+

+

K

将平衡时各浓度代入上式:

13

4

10

09.2)

405.040.3(05.0?=+?-?-x x x

因K f θ

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Cu 2+的浓度为8.5×10-16 mol·L -1 溶液中[Cu(NH 3)4]2+的浓度为:0.05- x ≈0.05 mol·L -1

溶液中剩余NH 3·H 2O 的浓度为:3.0-4×0.05+4x ≈2.8 mol·L -1

(2)已知:Cu(OH)2的K sp θ=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

[Cu 2+]= 8.5×10-16 mol·L -1

离子积为:J =[Cu 2+]×[OH -]2=2.125×10-18>K s p θ(Cu(OH)2)= 2.2×10-20 故,加入0.001 mol NaOH 后有Cu(OH)2沉淀生成。

9.向0.10mol·L -1 AgNO 3溶液50ml 中加入质量分数为18.3%(ρ=0.929 kg·L -1

)的氨水30.0ml ,然后用水稀释至100ml ,求: (1)溶液中Ag +、[Ag(NH 3)2]+

、NH 3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,NH 3的最低平衡浓度应为多少?

解:(1)在未形成+

])Ag(NH [23

时,100ml 溶液中Ag +

和NH 3的浓度分别为:

)L mol (05.0100

.5010.0)Ag (1

-+

?=?=

c

)

L mol (00.3100

03.170

.30%3.1810001929.0)NH (1

3-?=?????=

c

Ag + + 2NH 3

+

]

)NH (Ag [23

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 7

2

32

323θ

s

10

1.1]

NH ][Ag []

)Ag(NH

[}])Ag(NH {[?==

+

++

K

10

322

7

2

323[()]

0.05[] 5.410

{[()]}[]

1.110

2.90

s Ag N H Ag K Ag N H N H θ

+

+

-+

=

=

=???

所以溶液中Ag +浓度为5.4×10-10mol·L -1,])NH (Ag [23+的浓度为0.05mol·L -1,[NH 3]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 )])NH (Ag ([23+

c =0.05×100/110=0.0455(mol·L

-1

)

)NH (c 3=2.90×100/110=2.64(mol·L -1

)

)Cl (-

c =0.100×10.0/110=9.1×10

-3

(mol·L -1)

生成AgCl 沉淀的反应式为:(aq)

NH 2)s (AgCl )(aq Cl )aq (])Ag(NH

[323

+=+-

+

514

10

77.1101.11

AgCl)(}])Ag(NH

{[1

]][Cl )[Ag(NH

][NH 10

7

2

s -

2

32

3=???=

?=

=

-+

+sp K K K

反应的反应商

2

2

33

32()

2.64

16833([()])()

0.04559.110

r r r c N H Q c A g N H c C l +

-

-=

=

=???

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

2

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

3323231

()1

()([()])([()])()

()0.46r r r s sp c N H c C l c Ag N H K Ag N H K AgC l c N H c c m ol L

θθ

θ

-

+

+

-?<

<

=

=?

10.将0.20mol·L -1

的AgNO 3溶液与0.60mol·L -1

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AgNO 3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 -1

(0.30-0.20+2x )mol·L -1

(0.10-x )mol·L -1

≈0.10mol·L -1

≈0.10mol·L -1

利用平衡常数表示式计算溶液中Ag + 浓度 [Ag +

]=

2

2

θ

s

2

]

CN }[][Ag(CN)

{]

Ag(CN)

[-

--K =

21

21

2

0.01

7.6910

1.310

0.10

-=???

Q =[Ag +][I -]=7.69×10-21 ×0.10 =7.69×10-22<K sp (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 +

]>

]

I [sp -

K =

17

16

8.52108.5210

0.10

--?=?

由稳定常数K s θ求出CN -的浓度: [CN -

]=

第十一章 配位化合物习题解答

S

2

][Ag

]

[Ag(CN)K ?+

-

4

3.010

-=?

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 AgNO 3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NH 3浓度至少应为多少mol·L -1

? (3)298.15K 时,上述溶液中?([Ag(NH 3)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

C r (Ag +)=K sp (AgCl)/ C r (Cl -) = 1.77×10-10/(9×10-3)= 1.97×10-8

即溶液中Ag +的最大浓度为1.97×10-8 mol·L -1

设欲阻止AgCl 沉淀析出,则原来AgNO 3和NH 3混合溶液中,氨的最低浓度为x mol·L -1

由反应: Ag + + 2NH 3

+

]

)NH (Ag [23

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

2307.010

1.110

97.105

.0)1.0x (7

8

2

=???=

--

7

2

8

2

32

32

3101.1)

1.0)(10

97.1(05

.0]

][NH [Ag ]

)[Ag(NH

}])Ag(NH

{[?=-?=

=-+

+

+

x K s

θ

所以x -0.1=0.48mol·L -1, )NH (3c =x =0.48+0.1=0.58(mol·L

-1

)

(2)平衡时

])NH (Ag [23+

=0.05mol·L

-1

[Ag +]=1.97×10-8 mol·L -1

[NH 3]=)3NH (c -0.1=0.58-0.1=0.48mol·L -1 [Cl -]=[K +]=9×10-3 mol·L -1

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