一、、实验目的：
1、了解有关配合物的生成和配离子及简单离子的区别;
2、比较配离子的稳定性，了解配位平衡反应，沉淀平衡反应，氧化还原反应与溶液酸碱性的关系;
3、了解配合物在分析化学中的应用。
4、了解原电池的电动势和电极电势的测定方法
5、掌握电极电势和氧化还原反应的关系
6、掌握反应物浓度，介质对氧化还原反应的影响
二、实验内容
1、 实验原理
（一）配合物的生成和性质
配离子具有相当程度的稳定性，它在水溶液中有一个配位平衡
Cu
2+
+ 4NH
3
= [Cu（NH
3
）
4
]
2+
（二）氧化还原反应
1.电极电势代数值越大，其氧化态的氧化能力越强，还原态的还原能力越弱；反之，代数值越小，其氧化还原能力越弱，还原态的还原能力越强。
2. 根据氧化剂和还原剂所对应电极电势的相对大小，可以判断氧化还原反应进行的方向。当氧化剂所对应电对的电极电势与还原剂所对应的电极电势的差值：（1）大于0时，反应能自发进行；（2） 等于0 时，反应处于平衡状态（3）小于0时，反应不能进行。
3. 通常用标准电极电势进行比较，当差值小于0.2时，则考虑反应物浓度，介质酸碱性的影响，用能斯特方程计算：
φ（氧化型/还原型）= φθ（氧化型/还原型）—（0.059/n）㏒（还原型）b/(氧化型)a
4. 原电池是通过氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，负极发生氧化反应，给出电子，正极发生还原反应，得到电子，电子通过导线由负极流向正极:
E =φ正—φ负
5. 测定某电对的电极电势时，可用待测电极与参比电极组成原电池进行测定，长用的参比电极是甘汞电极，由Hg/Hg2Cl2(固体)及KCl溶液组成，其电极电位主要取决于Cl- 的浓度，当KCl为饱和溶液时，称为饱和甘汞电极25℃时 φHg2Cl2/Hg = 0.2415V温度为t 时：φ = 0.2415—0.00065（t—25）。
6. 电解：利用电能使非自发的氧化还原反应进行的过程。
2、主要试剂和仪器
（一）配合物的生成和性质
试剂：CuSO4,BaCl2,NaOH,Na2S,AgNO3,NH4SCN,K3[Fe(CN)6].
仪器：烧杯，试管，酒精灯
（二）氧化还原反应
仪器：试管（离心）、烧杯、伏特计、表面皿、U形管。
固体药品：琼脂、氟化铵
液体药品：HCl(浓)、HNO3(2mol/L、浓)、HAc(6mol/L)、H2SO4(1mol/L)、NaOH(6mol/L、40%)、NH3·H2O(浓)、ZnSO4(1 mol/L )、CuSO4(0.01 mol/L 、1 mol/L )、KI（0.1 mol/L）、KBr（0.1 mol/L）、FeCl3(0.1 mol/L)、Fe2(SO4)3(0.1 mol/L)、FeSO4(1 mol/L)、H2O2(3%)、KIO3（0.1 mol/L）、溴水、碘水（0.1 mol/L）、氯水（饱和）、KCl（饱和）、CCl4、酚酞指示剂、淀粉溶液（40%）。
材料：电极（锌片、铜片）、回形针、红色石蕊试纸、导线、砂纸、滤纸。
3、实验内容（以表格形式）
（一）配合物的生成和性质
1）配离子的形成和配合物的结构
| 试管号
|
加入物质
|
现象
|
解释
|
| 1
|
  5D CuSO4 + 2D BaCl2
|
|
|
| 2
|
  5D CuSO4 + 2D NaOH
|
|
|
| 3
|
  5D CuSO4+NH3.H2O+2D BaCl2
|
|
|
| 4
|
  5D CuSO4+NH3.H2O+2D NaOH
|
|
|
2）简单离子和配离子的区别
| 试管号
|
加入物质
|
现象
|
解释
|
| 1
|
  5D FeCl3+ 2D NaOH
|
|
|
| 2
|
  5 5DK3[Fe(CN)6]+ 2D NaOH
|
|
|
| 3
|
   5D FeCl3+ 2D NH4SCN
|
|
|
| 4
|
  5 D K3[Fe(CN)6]+ 2D NH4SCN
|
|
|
3）配离子的离解
| 试管号
|
  加入物质
|
现象
|
解释
|
| 1
|
5DCuSO4+NH3.H2O+ 2D NaOH
|
|
|
| 2
|
 5DCuSO4+ NH3.H2O+ 2D Na2S
|
|
|
| 3
|
 5DAgNO3+NH3.H2O+2D NaOH
|
|
|
| 4
|
5D AgNO3 +NH3.H2O+2DKI
|
|
|
4）配离子稳定性的比较
| 试管号
|
加入物质
|
现象
|
解释
|
| 1
|
5DAgNO3+3DKI+Na2S2O3
|
|
|
| 2
|
5D AgNO3+3DKI +NH3.H2O
|
|
|
| 3
|
5DFeCl3+1DNH4SCN+ NH4F
|
|
|
5）配位平衡的移动
| 试管号
|
加入物质
|
现象
|
解释
|
| 1
|
5DNa2S+5DCuSO+NH3.H2O 4
|
|
|
| 2
|
5DNH4C2O4+5DCuSO4+NH3.H2O
|
|
|
| 3
|
5DAgNO3+5DNaCl+NH3.H2O+KBr+ Na2S2O3+KI
|
|
|
| 4
|
1DFeCl3+1DKI+1mlCCl4
|
|
|
| 5
|
数DFeCl3+ NH4F+ 3DKI+ CCl4
|
|
|
| 6
|
5DFeCl3+NH4F+NaOH
|
|
|
| 7
|
5DFeCl3+1DNH4SCN+ NH4F
|
|
|
| 8
|
5DFe(SCN)3+EDTA
|
|
|
| 9
|
5D[Cu(NH3)4]2-+ EDTA
|
|
|
6）配合物的应用
| 试管号
|
加入物质
|
现象
|
解释
|
| 1
|
5D FeSO4+ 3D邻菲罗啉
|
|
|
| 2
|
2DFeCl3 + 2DCoCl2+ NH4SCN
|
|
|
（二）氧化还原反应和氧化还原平衡
1.电极电势与氧化还原反应的关系
(1).在分别盛有1mL0.5mol/L硝酸铅和硫酸铜溶液的试管中，各放入一粒锌粒，观察其表面 及溶液颜色的变化。以铅粒代替锌粒，再作上述实验，确定三对电极电势的大小。
(2).往试管中加入0.5mLKI溶液和5滴0.1 mol/L三氯化铁溶液，摇匀后，再加入0.5mL四氯化碳，观察四氯化碳层颜色的变化。用KBr代替KI，再做上述实验，观察，是否反应。往试管中加入0.5mLKBr溶液和5滴氯水，摇匀后，再加入0.5mL四氯化碳，观察四氯化碳层颜色的变化。确定四对电极电势的大小。
注：①2Fe3+ + 2I- = I2 + 2Fe2+ （生成的I2可用淀粉（1%）检验或者用CCl4萃取，CCl4层呈紫红色，I2在CCl4中的溶解度大于水中的溶解度）
②Fe3+ + 2Br- >>？无反应
③2Fe2+ + Br2 = 2Fe3+ +2Br-
Fe2+ + I2 >>无反应（可检验出I2存在）？根据实验结果可知Br2是最强的氧化剂，I-是最强的还原剂。φBr2/ Br- ＞ φFe3+/ Fe2+ ＞ φI2/ I-
1.06 0.77 0.53
2. 氧化性与还原性的相对性
（1）双氧水的氧化性 在试管中加入2滴0.5 mol/L的KI和3滴1 mol/L的硫酸，再加入3%的双氧水2滴，观察，再加入0.5mL四氯化碳，观察四氯化碳层的颜色，解释。
（2）双氧水的还原性 在试管中加入2滴0.01 mol/L的高锰酸钾和3滴1 mol/L的硫酸，再加入3%的双氧水至溶液退色，解释。
3. 浓度对氧化还原反应的影响
（1）4HCl (浓)+ MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O
Cl2 +2KI = 2KCl + I2（KI试纸变蓝）HCl（2mol/L）+ MnO2无Cl2生成，但加热后有Cl2生成。
（2）HNO3（浓）+ Zn = Zn(NO3)2 + NO2 + H2O
HNO3（0.2mol/L）+ Zn = Zn(NO3) 2 +NH4 NO3 + H2O
4. 酸度对氧化还原反应的影响
设计一个反应:
5.浓度和酸度对氧化还原反应产物的影响
（1）浓度对氧化还原反应产物的影响
在有锌粒的两个试管中分别加入盛有0.5mL浓硝酸和2 mol/L硝酸溶液，观察现象。
（2）酸度对氧化还原反应产物的影响
在三支试管中，先各加入0.5mL的Na2SO3，然后在第一支试管中加入0.5mL1 mol/L的硫酸溶液，第二至试管中加入0.5mL的水，第三支试管中加入0.5mL6 mol/L的氢氧化钠溶液，再往三支试管中各加2滴0.01 mol/L的高锰酸钾溶液，观察现象。（注：H2SO4 中高锰酸钾紫红色褪去；NaOH绿色，KMnO4 + H2O +Na2SO3 >>>> 出现棕黑色沉淀）
具体反应方程式如下：
2KMnO4 + 3H2SO4 +5Na2SO3 = 2MnSO4 + K2SO4 +5 Na2SO4+3H2O
2KMnO4 + H2O + 5Na2SO3 = 2MnO2+3Na2SO4+2KOH
2KMnO4 +2 NaOH + Na2SO3 = 2 Na2 MnO4 + K2SO4+H2O
6.酸度对氧化还原反应方向的影响
取0.1M的Na3 AsO4溶液5滴和0.1M KI溶液2滴于一支试管中，混合后加入淀粉溶液1滴，观察，再加入6M盐酸1滴，观察，解释。
(酸度大) AsO43- + 2I- + 2H+ → AsO33- + I2 + H2O
(碱性强) AsO43- + 2I- + 2H+ ← AsO33- + I2 + H2O
7.沉淀平衡、配位平衡对氧化还原反应的影响
（1） 在一支试管中加入0.5mol/L的硫酸铜溶液两滴和0.1mol/L的KI溶液2滴，观察，在逐滴加入0.5mL的Na2SO3除去生成的碘，观察沉淀颜色。
（2） 在一支试管中加入0.1mol/L的氯化铁溶液5滴，逐滴加入10%的NH4F溶液至溶液变为无色，再加入0.1mol/L的KI溶液10滴和10滴四氯化碳，观察四氯化碳颜色，并和（1）相比较。
三．思考题
1．配离子是怎样形成的？它与简单离子有何区别？如何证明？
2．影响配合物稳定性的主要因素有哪些？在有过量氨存在的[Cu(NH3)4]2+溶液中，加入NaOH或HCl溶液对配合物各有何影响？
3．KSCN溶液检测不出K3[Fe(CN)6]溶液中的Fe3+，Na2S溶液不能与K4[Fe(CN)6]溶液中Fe3+反应生成FeS沉淀，这是否表明这两种配合物溶液中不存在Fe3+？
4．配位剂与螯合剂有何区别和联系？在Fe3+溶液中注入KSCN溶液后，再加入EDTA溶液，会发生什么现象，哪个配位体对Fe3+的配位能力强？
5.为什么Na2S溶液不能与K4[Fe(CN)6]溶液中Fe3+反应生成FeS沉淀，而饱和H2S溶液能使铜氨配合物溶液产生CuS沉淀？
6.为什么双氧水既可以做氧化剂有可以做还原剂？
7.为什么重铬酸钾能氧化浓盐酸中的Cl-，而不能氧化氯化钠中的Cl-？
答案:1、中心离子和和配位体构成了配离子。与简单离子相比配离子主要是由两种或两种以上离子间以配位键形式结合成的离子，它在水溶液中有一个配位平衡。例如向AgI沉淀中加入NH3.H2O能形成银氨配离子。加入NaOH或HCl溶液后
2、影响配合物稳定性的主要因素有浓度，酸碱度，溶解度等。[Cu(NH3)4]2+稳定性会下降。
3、不能表明这两种配合物溶液中不存在Fe3+ 。
1、 螯合剂有多个配位原子。EDTA对Fe3+的配位能力强些
2、 5、因为CuS的离子积常数很小，FeS的离子积常数较大不容易生成沉淀。
6.双氧水中氧的氧化数为-1，它既可以升高，又可以降低，所以既可以做氧化剂有可以做还原剂，另外，做电势图上也可以看出：
H2O 1.776 H2O2 0.692 O2
1.229
7. 重铬酸钾在酸性条件下氧化Cl-。
四.实验指导
1.强调滴管的拿法，用法不要混用滴管以及试管的使用，震荡液体的方式。
2.注意观察颜色的变化。
3.强调实验报告中图表要简明整齐。
4.电解实验时，滤纸上的NaCl不能干。
5.KMnO4 + NaOH + Na2SO3实验时，Na2SO3用量不可过多，否则，多余的Na2SO3会与产物Na2 MnO4 生成MnO2。
6.浓硝酸，浓盐酸，溴水应放在通风橱内。
五、实验中可能出现的意外
1、看不出是否有沉淀，看不出颜色改变
2、试剂不全
