七：实验15配合物的生成和性质
实验目的
1. 比较配合物与简单化合物和复盐的区别。
2. 掌握配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应、溶液酸碱性的关系。 3. 了解螯合物的形成条件。
4. 了解利用配合物的掩蔽效应鉴别离子的方法。
实验原理
1. 配合物 2. 配位平衡与K稳
提问：配合物的特征是什么？配位平衡常数K稳的物理意义？ 3. 配位平衡与酸碱、氧化还原、沉淀平衡之间的关系
提问：酸碱、氧化还原、沉淀平衡是如何影响配位平衡的移动? 4. 配位反应的用途
实验内容
请认真阅读实验教材P101~104的内容以及相关资料。 1．配合物与简单化合物和复盐的区别
2．配位平衡的移动：（4）中Na3[Co(NO2)6]不做 3. 螯合物的形成：（3）不做
4．混合离子分离鉴定：根据时间选做
Cu2+、Fe3+、Ba2+
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2 mol·L-1 H2SO4 白色 Cu2+、Fe3+
6 mol·L-1 NH3·H2O BaSO4
HNO3
不溶
Fe(OH)3
红棕色 [Cu(NH3)4]SO4深蓝色溶液
2 mol·L-1 H2SO4 Fe3+
0.1 mol·L-1 KSCN [Fe(NCS)n]3-n
血红色溶液
实验重点和难点
1. 配合物与配位平衡 2. 配位平衡的移动
实验注意事项
1. NH4F试剂对玻璃有腐蚀作用，用塑料瓶贮藏。
2. 制备[Cu(NH3)4]SO4时，加过量氨水至生成深蓝色溶液，否则影响下边的实验。 3. 看沉淀是否溶解，最好分出少量沉淀来做。
4. 实验中得到的AgBr一般为白色，当离子浓度较高，得到的沉定较多时，能得到淡黄色沉淀。
5. 在Fe3+溶液中加入KSCN溶液后，可形成n=1~6的各种配离子Fe3++nSCN -=[Fe(SCN)n](3-n)，在此溶液中加入NH4F溶液后，同样能形成[FeFn](3-n) （n=1~6），如果加入量较多，主要形成[FeF6]3-，且能形成(NH4)3[FeF6]白色沉定。
思考题
P104: 1. 总结本实验中所观察到的现象，说明有哪些因素影响配位平衡。
2．Fe3+ 可以将I - 氧化为I2，而自身被还原成Fe2+，但Fe2+ 的配离子 [Fe(CN)6]4- 又可以将I2 还原成I -，而自身被氧化成 [Fe (CN)6]3-，如何解释此现象？
3．根据实验结果比较配体SCN、F、C2O4、EDTA等对Fe的配位能力。
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--2-3+
八、实验37由废铁屑制备硫酸亚铁铵及含量分析
实验目的
1. 了解复盐硫酸亚铁铵制备方法及其特性；
2. 学习水浴加热、减压过滤、蒸发、结晶等基本操作； 3. 了解无机物制备的投料、产量、产率的有关计算； 4. 学习用目视比色法检验所得产品的质量；
实验原理
铁屑易溶于稀硫酸，生成硫酸亚铁：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 硫酸亚铁与等物质量的硫酸铵在水溶液中相互作用，即生成溶解度较小的浅绿色硫酸亚铁铵复盐晶体：FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O↓。
一般亚铁盐在空气中都易被氧化，但形成复盐后却比较稳定，不易氧化。
实验内容
请认真阅读实验教材P175~178的内容以及相关资料。 1. 碎铁屑的预处理（不做） 2. FeSO4的制备
2.0g铁粉 50mL小烧杯 加10mL3M硫酸 加热至不再冒泡
趁热减压抽滤 滤液为FeSO4 3. (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的制备
称3.96g(NH4)2SO4晶体 FeSO4滤液中 水浴加热 使
(NH4)2SO4溶解 蒸发至出现晶膜静置 自然冷却至室温 即有
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体析出 减压抽滤 在布氏漏斗上用乙醇淋
洗晶体两次 继续抽干 将晶体中的水分吸干 称量 计算理
论产量和实际收率。 4. 产品检验Fe3+的半定量分析:(标准色阶由实验室提供)
称1.0 g自制(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体 25 mL比色管中
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加15mL去离子水 晶体溶解后 加2 mL 3 mol?L-1 HCl溶液
1 mL 25% KSCN溶液 用去离子水稀释至25mL 搅摇匀
与标准溶液进行目测比色 确定产品Fe3+含量所对应的级别。 5. 产品中Fe2+含量测定（不做）。
实验注意事项
（1）硫酸的浓度不宜太大或太小。浓度小，反应慢；浓度太大，易产生Fe3+、SO2，使溶液出现黄色，或形成块状黑色物。酸溶时适当振荡，铁屑回落进入酸溶液反应。硫酸亚铁制备中，无论控制酸过量还是铁过量，均能得到硫酸亚铁产品，但产品的质量和纯度受影响。铁过量可防止FeSO4被氧化。控制溶液的pH<1，抑制FeSO4水解。一般来说，Fe稍过量时，产品质量较好，未反应的铁可循环反应。
（2）有恒温加热装置为最佳，控制温度在60℃左右。不要剧烈摇动锥形瓶，以防止氧化。加热（可采用沸水浴加热或直接加热法，注意控制反应速率，以防反应过快而使反应液喷（溅）出），并不断振荡锥形瓶；边加热边补充水，但不能加水过多，尽可能保持溶液pH<2以下，pH太高，Fe2+易氧化成Fe3+。分次补充少量水，防止FeSO4析出。 （3）趁热减压过滤，为防透滤可同时用两层滤纸，而且硫酸亚铁溶液应迅速转入蒸发皿中，以防止溶液在吸滤瓶中冷却而析出硫酸亚铁晶体，导致损失。趁热过滤用抽滤更快，用少量热水洗涤锥形瓶及漏斗上的残渣，抽干。抽滤后若发现未反应的铁较多则应称量出未反应铁的质量。若损失的铁较多，应重新计算硫酸铵质量。
（4）为保持溶液呈酸性，抑制水解，在反应基本结束后，加lmL3mol·L-1 H2SO4溶液，趁热过滤，防止因冷却使FeSO4晶体析出而造成损失。
（5）计算(NH4)2SO4的用量，略小于铁屑的物质的量（铁屑含有杂质，反应不完全），基本保持(NH4)2SO4和FeSO4物质的量>1。溶解之前按溶解度计算蒸馏水的用量并煮沸。在室温20℃下，(NH4)2SO4的溶解度为75.4g。实验中保证硫酸亚铁始终过量，否则部分硫酸铵会在析出硫酸亚铁铵之前析出，使产率严重下降。一般控制硫酸亚铁与硫酸铵物质的量比在1.1:1～1.2:1为宜。
（6）蒸发浓缩初期要搅拌，但要注意观察晶膜，发现晶膜出现后停止搅拌，冷却后可结晶得到颗粒较大或块状的晶体，便于分离产率高、质量好。不能将溶液蒸干，摩尔盐含有较多的结晶水，蒸干后就得不到浅绿色的摩尔盐晶体。
（7）为防止因时间过长，导致FeSO4被空气氧化，前后两次均采用抽滤（滤纸要压实），缩短时间较好。 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体用无水酒精洗涤2～3次，不能用蒸馏水或母液洗晶体。酒精冲洗掉晶体表面的水，残留酒精挥发，使晶体纯净、干燥。 （8）残留铁屑或固体杂质较多时，要扣除其质量。
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