第八章 配位化合物 下载本文

通过计算比较1.0L6.0 mol.L-1的氨水与1.0 mol.L-1的KCN溶液,哪一个可溶解较多AgI?

解:设1.0L6.0 mol.L-1的氨水溶解x mol.L-1AgI,则c([Ag(NH3)2]+)= x mol.L-1(实际上应略小于x mol.L-1)

c (I-)= x mol.L-1

AgI(s) + 2 NH3·H2O ====== [Ag(NH3)2]+ + I- + 2 H2O

平衡浓度/(mol.L-1) 6.0-2x x x

{c[Ag(NH3)2]?)}{c(I?)/c0}{c(Ag?)/c0}0?0K???K([Ag(NH)])?K(AgI)f32sp02?0 {c(NH3.H2O/c}){c(Ag)/c}0?1.12?107?8.52?10?17?9.54?10?10 则

xx2?10 ?3.09?10?5 x?1.9?10?4 ?9.54?1026.0?2x(6.0?2x)即1.0L6.0 mol.L-1的氨水可溶解1.9×10-4mol.L-1AgI。

同上方法: AgI(s) + 2 CN- ===== [Ag(CN)2]- + I- 平衡浓度/(mol.L-1) 1.0-2y y y K=Kf([Ag(CN)2]-)·Ksp(AgI)=(1.26×10)×(8.52×10)=1.07×10

Θ

Θ

0

21

-17

5

yy225?3.27?10 y=0.49(mol.L-1) ?1.07?1021.0?2y(1.0?2y)即1.0L 1.0 mol.L-1的KCN溶液可溶解0.49mol.L-1AgI。可见KCN可溶解较多的AgI。 10.0.10gAgBr固体能否完全溶解100mL1.00mol·L-1的氨水中? 解:本题有多种方法求解,现仅介绍两种。

方法1:设1.0L1.0 mol·L-1氨水可溶解x mol·L-1AgBr,并设溶解达平衡时c([Ag(NH3)2]+)= x mol.L-1(实际上应略小于x mol.L-1) , c(Br-)= x mol.L-1

AgBr(s) + 2 NH3·H2O====== [Ag(NH3)2]+ + Br- + 2 H2O 平衡浓度/(mol.L-1) 1.0-2x x x K=Kf([Ag(CN)2]-)·Ksp(AgBr)=(1.12×10)×(5.35×10)=5.99×10

Θ

Θ

0

7

-13

-6

x2?6 x=2.4×10-3 ?5.99?102(1.0?2x)故 1.0L1.0 mol.L-1的氨水可溶解2.4×10-3mol.L-1AgBr。则100mL1.00mol·L-1的氨水只能溶解AgBr的克数为2.4×10-3mol.L-1×0.100L×187.77g. mol-1 =0.045g<0.10g。即0.10g AgBr不能完全溶解于100 mL1.0 mol.L-1的氨水中。

方法2:求完全溶解0.10gAgBr所需NH3·H2O的最低浓度。

10g AgBr的物质的量:n=0.10g÷187.77g. mol-1 =5.3×10 mol

-4

-4

设 5.3×10 molAgBr溶解在100mL的氨水中:

AgBr(s) + 2 NH3·H2O====== [Ag(NH3)2]+ + Br- + 2 H2O 设AgBr溶解达平衡后,

c([Ag(NH3)2]+)=c(Br-)=5.3×10 mol÷0.100L=5.3×10mol·L-1

-4

-3

由上知:K=5.99×10 可求得:

Θ-6

c(NH3·H2O)平=√c([Ag(NH3)2]×c(Br)/K×(c))×c=

+-ΘΘ2Θ

(5.3?10?3)20c?2.2mol·L

5.99?10?6-1

溶解AgBr时消耗氨水的浓度:

c(NH3·H2O)消=2×5.3×10mol·L-1 =1.1×10mol·L-1

-3

-2

故溶解0.10g(或5.3×10 mol)AgBr所需100mL的氨水浓度至少为: 2mol·L

-1

-4

+1.1×10mol·L-1≈2.2mol·L(>1.0 mol·L-1)

-2

-1

结论同上。

11.在50 mL0.100mol·LAgNO3溶液中加入密度为0.932g·cm含NH3 18.2%的氨水30.0 mL后,再加水冲稀到100 mL。

求算溶液中Ag+、[Ag(NH3)2]+ 和NH3·H2O的浓度。

向此溶液中加0.0745 g固体KCl,有无AgCl沉淀析出?如欲阻止AgCl沉淀生成,在原来AgNO3和

-1

-3

NH3·H2O的混合溶液中, NH3·H2O的最低浓度应是多少?

如加入0.120 g固体KBr,有无AgBr沉淀生成?如欲阻止AgBr生成,在原来AgNO3和NH3·H2O混合液

中NH3·H2O的最低浓度是多少?根据(2)(3)计算结果,可得出什么结论?

解:c(NH3·H2O)=0.932 g(mL)-1×1000 mL×18.2%÷17.0 g·mol÷1L=9.98 mol·L-1

-1

混合冲稀后:c(NH3·H2O)= 9.98 mol·L-1×

30mL?0.050 mol·L

100mL-1

(1) Ag+ + 2 NH3·H2O====== [Ag(NH3)2]+ + 2 H2O 平衡浓度/(mol.L-1) x 2.99-0.100+2x 0.050-x Kf较大,故可近似计算

Θ

0.0500mol.L?1/c0K??1.12?107 x =5.35×10?102?10(2.89mol.L/c)(xmol.L/c)0f+

-10

-1

-10

即 c(Ag)=5.35×10mol.L,c([Ag(NH3)2]+ )=0.0500 mol.L-1, c(NH3·H2O)=2.89 mol.L-1

(2)加入0.0745gKCl(s):

c(Cl-)=0.0745g÷74.551g.mol-1÷0.1L=0.0100 mol.L-1

J={c(Ag+)/c0}{ c(Cl-)/c0}=5.35×10-10×0.0100=5.35×10-12<Ksp0(AgCl)=1.77×10-10

故无AgCl沉淀生成,欲阻止AgCl沉淀生成,

0Ksp(AgCl)c(Ag?)?c(Cl)/c?0c0?1.77?10?8mol.L?1

c(NH3·H2O)≥

-

0.0500c0?0.502 mol.L-1 ?871.77?10?1.12?10-1

(3)c(Br)=0.120g÷119.00g.mol÷0.1L=0.0101 mol.L-1

J ={ c(Ag+)/c0}{ c(Br-)/c0}=5.35×10-10×0.0101=5.40×10-12>Ksp0(AgBr)=5.35×10-13

故有AgBr沉淀生成。欲阻止AgBr沉淀生成,

0Ksp(AgBr)c(Ag)??c(Br?)/c0c0?5.30?10?11mol.L?1

c(NH3·H2O)≥

0.05000c?9.18 mol.L-1 ?1175.30?10?1.12?10由 (2)(3)计算结果看出,AgCl能溶于稀NH3·H2O,而AgBr须用浓NH3·H2O才能溶解。 12.计算下列反应的平衡常数,并判断反应进行的方向。 (1)[HgCl4]2- + 4I- ===== [HgI4]2- + 4Cl-

已知Kf0([HgCl4]2-)=1.17×1015, Kf0([HgI4]2-)=6.76×1029

(2) [Cu(CN)2]- + 2 NH3·H2O ===== [Cu(NH3)2]+ + 2CN- +2 H2O 已知Kf0([Cu(CN)2]-)=1.00×1024, Kf0([Cu(NH3)2]+ ) = 7.24×1010 (3) [Fe(NCS)2] + 6F ===== [FeF6]3- + 2SCN-

+

-

已知:Kf0([Fe(NCS)2])=2.29×103, Kf0([FeF6]3-)=2.04×1014。

+

解:(1)[HgCl4]2- + 4I- ===== [HgI4]2- + 4Cl-

02?2?0?042?0K([HgI]){c([HgI])/c}{c(Cl)/c}c(Hg)/c6.76?1029f40144K?????5.78?102?{c([HgCl4]2?)/c0}{c(I?)/c0}4c(Hg2?)/c0K01.17?1015f([HgCl4])K 0很大,故反应向右进行。

(2)[Cu(CN)2]- + 2 NH3·H2O ===== [Cu(NH3)2]+ + 2CN- +2 H2O

7.24?1010?14 K?0??7.24?10?24Kf([Cu(CN)2])1.0?100?K0f([Cu(NH3)2]K0很小,故该反应向左进行。

(3)[Fe(NCS)2] + 6F ===== [FeF6]3- + 2SCN-

+

-

2.04?101410 K?0??8.91?10?3Kf([Fe(NCS)2])2.29?1003?K0f([FeF6])K 0很大,故该反应向右进行。