无机及分析化学课后习题第九章答案.doc

1、一、选择题 在给出的 4 个选项中，请选出 1 个正确答案。1. 下列物质中，不适宜做配体的是（ ）A. S2O32- B. H2O C. Br D. NH4+解：选 D。NH 4+中的 N 没有孤对电子。2. 下列配离子中，属于外轨配合物的是（ ）A. FeF63 B. Cr(NH3) 63+ C. Au(Cl)4- D. Ni(CN)4 2解：选 A, FeF63 中心原子 Fe3+采用 sp3d2 轨道进行杂化。3. 测得Co(NH 3) 63+ 磁矩 =0.0B.M ，可知 CO3 离子采取的杂化类型是（ ）A. sp3 B. dsp2 C. d2sp3 D. sp3d2 解：选 C

2、。 CO3 价电子构型是 3d6, 由磁矩 =0.0B.M 可以推断：该配合物中没有未成对的电子，在形成配合物时 CO3 3d 轨道上的电子先经过重排，再采取 d2sp3 轨道杂化，与配体成键。4. 下列物质中具有顺磁性的是（ ）A. Zn(NH3)42+ B. Cu(NH3) 42+ C. Fe(CN)64 D. Ag(NH3) 2 +解：选 B。Cu 2+的价电子构型是 3d9,在形成配合物时采用 dsp2 杂化，有 1 个未成对的电子存在，所以是顺磁性的。5. 下列物质中能作为螫合剂的是（ ）A. NOOH B. (CH3)2N NH2 C. CNS D. H2NCH 2CH 2CH 2

3、NH 2解：选 D，其分子中两个 N 原子作为配位原子可以提供孤对电子，而且它们相距 3 个原子，可同时与一个中心原子配位形成含有六元螯环的螯合物。6. 下列配合物能在强酸介质中稳定存在的是（ ）A. AgNH32 B. FeCl4 C. Fe（C 2O4） 33 D. AgS2O323-解：选 B。Cl -在强酸中存在形式不变，对配合物的稳定性影响不大；而 NH3、C 2O42-在强酸介质中会形成难电离的弱酸， S2O32-与强酸反应会分解为硫和亚硫酸，后者又分解为二氧化硫和水，因此相应的配合物在强酸介质中会发生解离，稳定性降低。7. 用 EDTA 为滴定剂测定水的总硬度时，介质条件是（ ）

4、A. 浓硫酸 B. 浓氢氧化钠 C. 中性 D. pH=10 的缓冲液解：选 D。从酸效应曲线可以判断滴定钙镁总量时的 pH 不能低于 10，考虑到 pH 大于12 时,会发生 Mg(OH)2 沉淀，因此选择 pH=10 的缓冲液。8. 某金属指示剂在溶液中存在下列平衡： 3.62apK6.13apH2In- = HIn2- = In3- 紫红 蓝 橙它与金属离子形成的配合物显红色，使用该指示剂的 pH 范围是（ ）A. 6.3 C. 710 D. 6.31解：选 C。该指示剂在 pH 12 时，游离指示剂的颜色与其金属离子配合物的颜色没有明显的差别，在 pH 810 时进行滴定，终点由金属离

5、子配合物的酒红色变成游离指示剂的蓝色，颜色变化才显著。9. 在 pH 为 4 左右，用 EDTA 滴定 Zn2+，下列哪些离子不干扰滴定（ ）A. Al3+ B. Hg2+ C. Mg2+ D. Cu2+解：选 C。比较它们配合物的相对稳定性，并从酸效应曲线上的相对位置判断。10. 己知 Bi3+的浓度为 0.02 molL-1，log =27.94，则用 EDTA 滴定时所允许的最BiYK低 pH 值为（ ）A. 0.6 B. 0.8 C. 0.9 D. 0.4解：选 A.由单一离子被准确滴定的条件推出： 6lgl)/lg()/lg( )H(YBiBiBiYBi cKc将数据代入得到 20.

6、24，查表得到滴定时所允许的最低 pH 值。)(H二、填空题1. 列表填空，指出下列配合物的中心离子（或原子） 、配体、配位原子和配位数；确定配离子和形成体的电荷数，并给出它们的命名。(1) CrCl2(H2O)4Cl (2) Ni(en)3Cl2(3) K2Co(NCS)4 (4) Na3AlF6(5) PtCl2(NH3)2 (6) Co(NH3)4(H2O)22(SO4)3(7) Fe(EDTA)- (8) Co(C2O4)33-(9) Cr(CO)6 (10) HgI42-(11) K2Mn(CN)5 (12) FeBrCl(en)2Cl配合物 中心离子配体 配位原子配位数命名(1)C

7、rCl2(H2O)4Cl(2) Ni(en)3Cl2(3) K2Co(NCS)4(4) Na3AlF6(5)PtCl2(NH3)2 (6)Co(NH3)4(H2O)22(SO4)3(7)Fe(EDTA)- (8) Co(C2O4)33-(9) Cr(CO)6 (10) HgI42-Cr3+Ni2+ Co2+Al3+Pt2+Co3+Fe3+Co3+Cr Hg2+Cl-， H2OenNCS-F-Cl-， NH3NH3，H 2OEDTAC2O42-COI-Cl ，ONNFCl， NN，ON，OOC6646466664氯化二氯四水合铬( )氯化三乙二胺合镍( )四异硫氰合钴( )酸钾六氟合铝( )酸钠

8、二氯二氨合铂( )硫酸四氨二水合钴( )乙二胺四乙酸根合铁( )离子三草酸根合钴( )离子六羰基合铬四碘合汞( )离子(11)K2Mn(CN)5 (12)FeBrCl(en)2ClMn3+Fe3+CN-Br-，Cl -，en ICBr，ClN56五氰合锰( )酸钾氯化一溴一氯二乙二胺合铁()2. Ag(S2O3)23 溶液中存在的配位平衡为 _Ag(S2O3)23 Ag+ + 2S2O32-_，加入KCN,由于 _生成更稳定的配合物Ag(CN) 2 _,平衡向 生成 S2O32-方向 移动。3. Fe(SCN)63 溶液中存在的配位平衡为_Fe(SCN) 63 Fe3+ + 6SCN-_，加入

9、 SnCl2,由于 Fe3+被还原 ，平衡向 向生成 SCN-方向 移动。4. 单一金属离子用 EDTA 直接准确滴定的条件是 。6)./lg(/MYKc5. 若溶液中同时存在 0.01 molL1 的 M、N 两种离子，用 EDTA 作滴定剂，要分别测定 M 和 N 离子含量，则它们应满足 ， ; 6)/lg(YKc/lN 6lgK6. 以铬黑为指示剂，溶液 pH 值必须维持 710 ；滴定到终点时溶液由 红色 色变为 蓝色 色。7. 一般要求金属指示剂的 2 ，否则，会使终点提前；若金属指示剂的 MInl，则用 EDTA 滴定到终点时指示剂 不变 （变或不变）色，这种现象叫_MYInK封闭

10、现象 。 8. 用 EDTA 滴定水中 Ca2+含量时，微量的 Fe3+，Al 3+对铬黑 T 有 封闭 作用，可在溶液呈 酸 性时加 三乙醇胺 掩蔽 Al3+和 Fe3+，再调 pH= 12 ，利用 沉淀 掩蔽法消除 Mg2+的干扰后用 EDTA 滴定。三、简答题1. 已知配合物的磁矩，根据价键理论指出下列配离子中心离子的杂化轨道类型和配离子的空间构型。(1) Cd(NH3)42+ (=0 B.M) (2)PtCl42- (=0 B.M)(3)Mn(CN)64- (=1.73 B.M) (4)CoF63- (=4.9 B.M)(5) BF4- (=0 B. M) (6)Ag(CN)2- (=

11、0 B.M)解：（1）sp 3 杂化 正四面体;（2）dsp 2 杂化 平面四方形;（3）d 2sp3 杂化 正八面体; （4）sp3d2 杂化 正八面体;（5）sp 3 杂化 正四面体;（6）sp 杂化 直线型2. 根据下列配离子的空间构型，画出它们形成时中心离子的价层电子分布，并指出它们以何种杂化轨道成键，估计其磁矩各为多少（B.M. ） 。（1）CuCl 2-（直线形） （2）Zn(NH 3)42+（四面体）（3）Ni(CN) 42-（平面四方形）解：写出离子的价层电子分布，磁矩 B.M.)(n（1）CuCl 2-：Cu +的价层电子分布为 3d103d 4s 4pCuCl2-价层电子分

12、布为3d 4psp 杂化 为 sp 杂化（由 Cl-提供孤对电子对） ，未无成对电子，所以 =0 B.M.)2(n（2）Zn(NH 3)42+：Zn 2+的价层电子分布为 3 d103d 4s 4pZn(NH3)42+的价层电子分布为3d sp3 杂化中心离子为 sp3 杂化，无未成对电子，所以 =0 B.M.)2(n（3）Ni(CN) 42-：Ni 2+的价层电子分布为 3d8，在 CN-的影响下，Ni 2+的（ n-1）d 电子发生重排，空出一个 3d 轨道，进行 dsp2 杂化，因而Ni(CN)42-为平面正方形，由于 n=0，根据 =0 B.M。)2(n3. 选择适当试剂，实现下列转化

13、Ag AgNO 3AgCl g(NH 3)2ClAgBrNa 3Ag(S2O3)2AgIKAg(CN)2Ag 2S解：每步转变依次加入以下试剂：（1）HNO 3(热) （2）NaCl （3）氨水（4）NaBr（5）Na2S2O3（6）NaI（7）KCN（8）NaS4. 酸效应曲线是怎样绘制的？它在配位滴定中有什么用途？解：设所有金属离子浓度 CM=0.01mol.L-1,将不同金属离子的 代入式 lgY(H)= MYKlg ，求得 lgY(H)，查表得到准确滴定各种金属离子的最小 pH。以 lg 为横坐标，8MYK MY对应的最小 pH 为纵坐标，所得到的曲线即为 EDTA 的酸效应曲线。酸效

14、应曲线配位滴定中用途：可以查到指定金属离子准确滴定的最低 pH；确定一定的pH 范围内能滴定的离子及干扰滴定的离子种类；判断共存金属离子分步滴定的可能性等。5. 金属指示剂的工作原理是什么？它应具备什么条件？解：（1）工作原理：金属指示剂是一种具有一定配位能力的有机染料，几乎都是有机多元酸，而且不同型体有不同的颜色，可通过控制酸度使指示剂与配合物具有不同的颜色，其反应可表示为：开始：M + In MIn指示剂颜色 配合物颜色（甲色） (乙色)终点滴定剂将指示剂置换出来，溶液即呈现游离指示剂的颜色，从而指示出滴定的终点。该过程可用下式表示：MIn + Y MY + In(乙色) （甲色）(2)应

15、具备什么条件：a 指示剂与金属离子形成的配合物颜色必须与指示剂本身的颜色明显不同;b 金属离子与指示剂形成的配合物稳定性要适当，一般要求 ，并且2lglMInYK。若稳定性太低， 指示剂会过早地游离出来使终点提前，而且变色不敏锐。若稳定性2lgMIn/K太高，则达化学计量点时，EDTA 不能夺取 MIn 中的金属离子而使指示剂游离出来，使终点拖后，甚至无法指示终点，如果溶液中存在这样的金属离子，溶液则一直呈现这些金属离子与指示剂形成的配合物 MIn 的颜色，即使到了化学计量点也不变色，这种现象称为指示剂的封闭现象，可选择适当的掩蔽剂来消除。c指示剂与金属离子的显色反应要灵敏、迅速，且有良好的可

16、逆性。若指示剂本身或其金属配合物在水中难溶， ，或因 MIn 和 MY 的稳定性很接近，则 EDTA 与 MIn之间的置换反应缓慢，终点拖长，使指示剂僵化。若僵化是由溶解度引起的，可用加热或加入有机溶剂以增加溶解度消除；d指示剂易溶于水，不易变质，便于保存,金属指示剂常配成固体混合物使用。6. 配位滴定为什么要控制酸度？如何控制？解：配位滴定控制酸度是因为：（1）M+H 2Y2- MY+2H+由于 EDTA 是多元有机弱酸，随着滴定的进行，体系的酸度会不断增加；（2）滴定过程中若酸度过高，由于酸效应的影响，会使 EDTA 参加主反应的能力下降，因此要控制滴定允许的最高酸度；（3）滴定体系酸度过

17、低，一些金属离子与 OH-作用，可能会水解生成羟基化合物，使金属离子参加主反应的能力下降，因此要控制滴定的最低酸度；（4）由于大多数金属指示剂同时又是有机弱酸，其颜色会随溶液的酸度变化而改变，为保证终点颜色易于观察，滴定过程应控制 PH；（5）滴定中使用的一些掩蔽剂也有酸度要求。在滴定分析中，主要采用加入适宜酸度范围的缓冲溶液来控制酸度。7. 设计简要方案，不经分离测定下列混合物中各组分的含量。（1）Zn 2+、Mg 2+混合液中两者的含量；（2）Fe 3+、Al 3+、Ca 2+、Mg 2+的分别含量。解：（1）从 ZnY、MgY 的稳定常数判断，两种离子符合分别滴定条件， Zn2+被先滴定

18、。取两份溶液，用控制酸度的方法首先滴定 Zn2+，另一份滴定两种离子的总量。Zn2+ pH 5.5， 六亚甲基四胺缓冲液 EDTA 标液 ZnY Mg2+ XO (红 ) Mg2+(黄) Zn2+ pH 10，氨缓冲液 EDTA 标液 ZnY Mg2+ EBT(红) MgY(蓝)（2）首先查出各种离子的稳定常数，判断它们都可以被 EDTA 准确滴定，滴定的顺序分别为：Fe 3+、Al 3+、Ca 2+、Mg 2+。根据混合离子分别滴定条件，判断滴定 Fe3+时，最可能的干扰是 Al3+；滴定 Ca2+时最可能的干扰是 Mg2+；滴定 Fe3+、Al 3+时，Ca 2+、Mg 2+基本不干扰；而

19、滴定 Ca2+、 Mg2+ 时，Fe 3+、Al 3+会干扰。对测定时可能的干扰，可考虑采取提高滴定选择性的方法和其他滴定方式。在滴定时，要考虑滴定的酸度、指示剂等条件。分别取三次等量试样，进行分析。取一份试样，先在强酸介质中用 EDTA 标液直接滴定 Fe3+。然后加入一定量过量的 EDTA标准溶液、加热使其与 Al3+反应完全，调节酸度，用 Zn2+标准溶液返滴定过量的 EDTA，测定Al。Fe3+ FeY FeY Al3+ pH 1.5-2.0 EDTA Al3+ ,过量 EDTA AlY+Y(剩) 六次甲基四胺 pH5 Zn2+ AlYCa2+ SSal Ca2+ pH 3, Ca2+

20、 XO ZnYMg2+ (溶液红色) Mg2+(亮黄) Mg2+ (红色)另取一份试样,加入掩蔽剂掩蔽 Fe3+、Al 3+后，测定 Ca2+、Mg 2+总量。Fe3+Al3+ 酸性，三乙醇胺 Ca2+ pH 10, NH3 buffer EDTA CaY Ca2+ （掩蔽 Fe3+ 、Al 3+）Mg 2+ EBT MgYMg2+ (红色) (蓝色)再取一份，掩蔽 Fe3+、Al 3+后，用沉淀法掩蔽 Mg2+， ，用 EDTA 测定 Ca 的量。Fe3+Al3+ 酸性，三乙醇胺 Ca2+ NaOH,pH 12.5 EDTA CaYCa2+ （掩蔽 Fe3+ 、Al 3+） Mg2+ 钙指示

21、剂 Mg(OH)2 Mg2+ (红色) (蓝色)最后将钙镁总量减去钙的量可得到镁的量。注：SSal 为磺基水杨酸；XO 为二甲酚橙；EBT 为铬黑 T四、计算题1. 计算含有 1.0molL-1NH3 的 1.010-3 molL-1Zn(NH3)42+溶液和含有 0.10 molL-1 NH3的 1.010-3 molL-1Zn(NH3)42+溶液中 Zn2+浓度分别是多少？解：(1) 查表得： （Zn(NH 3)42+）= 2.88 109K在含有 1.0 molL-1NH3 的 1.010-3 molL-1 Zn(NH3)42+中设平衡时体系中的 c(Zn2+)为 x molL-1Zn2

22、+ 4NH 3 Zn(NH3)42+平衡时浓度/（mol.L -1） x 1.04 x 1.010-3- x（Zn(NH 3)42+）= = 2.88 109 KX34310.).1(x=3.510-13 molL-1 ,可见上面近似是可行的。(2) 在含有 0.10 mol.L-1NH3 的 1.010-3 mol.L-1 Zn(NH3)42+溶液中同理：Zn 2+ + 4NH3 Zn(NH3)42+x 0.14 x 1.010-3- x（Zn(NH 3)42+） = = 2.88 109K43431.0)1.0(c(Zn2+)= x = 3.510-9 molL-1计算结果说明体系（1）中

23、络合剂过量的更多，配合物解离明显减少。含有 1.0molL-1NH3 的 1.010-3 molL-1Zn(NH3)42+溶液中 Zn2+浓度是 3.510-13 molL-1；含有 0.10 molL-1 NH3 的 1.010-3 molL-1Zn(NH3)42+溶液中 Zn2+浓度是 3.510-9 molL-1。2. 有一含 0.050molL1 银氨配离子、0.050molL 1 氯离子和 4.0 molL1 氨水的混合液，向此溶液中滴加 HNO3 至有白色沉淀开始产生，计算此时溶液中 c(NH3)及溶液的 pH 值。解：(1) 查表得 ，若要使体系中出现 AgCl 白色沉淀，)(A

24、gClKsp108.则 910 106.35./.)l()(SP cc(2) 设平衡时 NH3 浓度为 x molL-1,根据配位平衡：Ag+ + 2NH3 Ag(NH3) 2 +平衡浓度 mol.L-1 3.610-9 0.050-3.610-9查表得： （Ag（NH 3） 2+）=1.1 2107fK 7292923f 10.106.35106.35)Ag(NH xx解得，c(NH 3) = x =1.11 molL-1(3) 平衡时，c (NH3)为 1.11 molL-1，cAg(NH 3) 2 +几乎不变，所以有：c(NH4+)=4c(NH 3) = 41.11 = 2.89mol.

25、L -1 根据 NH4+电离平衡式：NH4+ NH3 + H+平衡浓度 molL-1 2.89 1.11 y 10514bw43 6.08.)/cNH(c K代入数据，得到，Y=c(H +) = 1.45 10-9 mol.L-1 pH= 8.84解：出现白色沉淀时，溶液中 c(NH3)为 1.11 molL-1，溶液的 pH 为 8.84。3. 向 1.0L 0.10 molL-1 的硝酸银溶液中加入 0.10 mol KCl 生成 AgCl 沉淀，若要使 AgCl沉淀刚好溶解，问溶液中氨水的浓度 c(NH3) 。解： 据题意，AgCl 溶解于氨水后全部生成Ag(NH 3) 2 +，平衡时氨

26、水的浓度为 xmolL-1。AgCl （ S） + 2NH3 Ag(NH3) 2 + + Cl-平衡浓度 mol.L-1 x 0.10 0.103107 sp23f23-.8.12. )AgCl()g(NH)/cNH(/(Cl cAg K将平衡浓度代入，得到 x = 2.24 molL1由于生成 0.10 molL-1 的 Ag(NH3) 2 +要消耗 0.20 molL-1 的 NH3,所以溶液中氨水的最低浓度为:c(NH3)=( 0.12+2.24) molL-1=2.44 molL-1解：若要使 AgCl 沉淀刚好溶解，溶液中氨水的最低浓度为 2.44 molL-14. 计算 298K

27、下，AgBr(s)在 0.010 molL-1 Na2S2O3 溶液中的溶解度。解解 : 设 AgBr 在 0.010 molL-1 Na2S2O3 溶液中的溶解度为 xmolL-1 ，则AgBr(s) + 2S2O32- (aq) = Ag (S2O3)23- + Br-溶解平衡时(molL -1 ) 0.0102 xx=232/)S(/)Br(cAgc= (AgBr) (Ag (S2O3)23-)spf=5.3510-132.881013=15.41即 = =15.41，解得 =4.410-3molL-1 201.xx解：AgBr 在 0.010molL-1 Na2S2O3 溶液中的溶解度

28、为 4.410-3molL-15. 通过计算，判断下列反应的方向。（1）4I - + HgCl42- HgI42- + 4Cl- （2）Cu(CN) 2 - + 2NH3 Cu(NH3)2 + +2CN-（3）Cu(NH 3)42+ Zn(NH3)42+ + Cu2+（4）FeF 63- + 6CN- Fe(CN)63- + 6F-解：（1） =K 24fHgClI2244 2 /)g(/)HgCl(/)I( Kcccc= 1152908.7.6(2) = Cu(N)fH2323 23/)Cu(/)NH(/)Cu( KccccK 61605.7. (3) 4139 )Cu(NHZn243243

29、08.0.28 )/(Zn)/c(NH/)(Cu uZn 243 ffKcccK(4) 261642Fef(CN)336 60.0. )/(Fe)/(CN/ .e36f Kcccc通过计算可以判断：反应（1） （4）平衡常数较大，反应向正方向进行；而反应（2）（3）向逆方向进行。6. 通过计算说明，用 0.01mol.L-1EDTA 溶液滴定 0.01mol.L-1Ca2+时，为什么必须在pH=10.0 而不能在 pH=5.0 的条件下进行，但滴定同浓度 Zn2+时，则可以在 pH=5.0 时进行？解：查表可知：， 50.16lgZnYK70.1lgCaYKpH=5.0 时 lgY(H)=6.45pH=10.0 时 lgY(H)=0.45pH=5.0 时，lg -6.45=10.05850.16ZnYlg -6.45=4.258.nlg -0.45=10.25801aY由单一离子滴定条件可知：pH=5.0 时，可用 EDTA 标准溶液准确滴定 Zn2+，但不能准确地滴定 Ca2+；而 Ca2+可在 pH=10.0 时被准确滴定。7. pH=2.0 时用 EDTA 标准溶液滴定浓度均为 0.01molL-1 的 Fe3+和 Al3+混合溶液中的Fe3+时，试问 Al3+是否干扰滴定？解：查表得： ， 10.25lgFeYK30.16lgAlYK