一、实验目的
1．理解配合物的组成以及配离子与简单离子的区别。
2．理解配合平衡及配合平衡与多相离子平衡的相互转化规律。
二、预习内容
1．掌握配位化合物的定义,组成,命名和分类。
2．了解配位化合物螯合物形成的条件和特殊稳定性。
三、实验原理
1．配位化合物的定义
一般认为，配合物是由中心离子（或原子）和配位体（阴离子或分子）以配位键的形式结合而成的复杂离子（或分子），通常称这种复杂离子（或分子）为配位单元。凡是含有配位单元的化合物都称为配合物。如本实验中就涉及许多配离子：如：[Cu(NH3)4]2+、[HgI4]2-、[Fe(CN)6]3-、[Fe(SCN)]2+、[FeCl4]-、[Ag(NH3)2]+、[FeF6]3-、[Ag(S2O3)2]3-、[Fe(H2O)6]3+等。
2．配位化合物的组成
对于配位化合物的组成，要理解中心离子（或原子）、配位体、配位原子、配位数、内界和外界等一些基本概念。
例如配位化合物[Cu(NH3)4]SO4，其中心离子为Cu2+，配位体为NH3，配位原子是NH3中的氮原子，配位数为4。内界是[Cu(NH3)4]2+配离子，其中心离子Cu2+与配位体 NH3之间是通过配位键的形式相结合，外界是
。内界[Cu(NH3)4]2+和外界是通过离子键的形式相结合形成了配位化合物[Cu(NH3)4]SO4。
3．配位化合物与复盐
配合物与复盐不同。在水溶液中，配合物解离出来的配离子很稳定，只有一小部分解离，而复盐则几乎全部解离成为简单离子。例如：
复盐 (NH4)Fe(SO4)2 = 
+ Fe3+ +2
配合物 [Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2 +
[Cu(NH3)4]2+ = Cu2+ + 4NH3（实际上是逐级解离的）
配离子的解离平衡常数称为该离子的不稳定常数，其倒数（即配合平衡常数）称为该配离子的稳定常数。
配离子的配合解离平衡符合平衡移动规律，配离子或难溶物之间的转化可向生成更难解离或更难溶解的物质的方向进行。
4．螯合物
具有环状结构的配合物称螯合物或内配位化合物。许多金属的螯合物具有特征的颜色，难溶于水而易溶于有机溶剂。如本实验中就有焦磷酸铜（Ⅱ）螯合离子[Cu(P2O7)2]6-和二丁二酮肟合镍（Ⅱ）螯合物，其结构简式如图3所示。
图3 二丁二酮肟合镍（Ⅱ）螯合物的结构
四、实验仪器和药品
1．仪器
小烧杯、滴管、试管、离心试管、离心机、玻璃棒、试管架、洗瓶（内装蒸馏水）。
2．药品
| （1）CuSO4溶液(0.1mol·dm-3) |
（2）氨水(6mol·dm-3) |
| （3）酒精(95%) |
（4）Hg(NO3)2溶液(0.1mol·dm-3) |
| （5）KI溶液(0.1mol·dm-3) |
（6）BaCl2溶液(1mol·dm-3) |
| （7）NaOH溶液(0.1mol·dm-3) |
（8）Na2S溶液(0.1mol·dm-3) |
| （9）NaOH溶液(6mol·dm-3) |
（10）K3[Fe(CN)6]溶液(0.1mol·dm-3) |
| （11）FeCl3溶液(0.1mol·dm-3) |
（12）Fe(SO4)2溶液(0.1mol·dm-3) |
| （13）NH4SCN溶液(0.1mol·dm-3) |
（14）Fe(NO3)3溶液(0.5mol·dm-3) |
| （15）HCl溶液(6mol·dm-3) |
（16）NH4F溶液(4mol·dm-3) |
| （17）四氯化碳 |
（18）AgNO3溶液(0.1mol·dm-3) |
| （19）Na2CO3溶液(0.1mol·dm-3) |
（20）氨水(2mol·dm-3) |
| （21）NaCl溶液(0.1mol·dm-3) |
（22）KBr溶液(0.1mol·dm-3) |
| （23）Na2S2O3溶液(0.5mol·dm-3) |
（24）饱和Na2S2O3 |
| （25）K4P2O7溶液(0.1mol·dm-3) |
（26）NiCl2溶液(0.1mol·dm-3) |
| （27）丁二酮肟(1%) |
（28）乙醚 |
五、实验内容和操作步骤
1．配离子的生成
（1）[Cu(NH3)4]2+ 正配离子的生成
在一只小烧杯中加入约10cm3 0.1mol·dm-3的CuSO4溶液，然后逐滴加入6mol·dm-3的氨水直至最初生成的Cu2(OH)2SO4天蓝色沉淀溶解为止，形成[Cu(NH3)4]2+深蓝色溶液。试解释此过程中的有关现象，并将此深蓝色溶液留作后面的实验中使用。
取10滴上述深蓝色溶液于一支试管中，加入2cm3 95%的酒精，以降低配合物在水溶液中的溶解度，观察深蓝色[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的析出。离心分离，吸出溶液，进一步观察晶体颜色。
反应式如下：
2Cu2+ +
+ 2NH3·H2O = Cu2(OH)2SO4 ↓ + 2NH4+
(天蓝色碱式硫酸铜)
Cu2(OH)2SO4 + 8NH3 =2[Cu(NH3)4]2+ + 2
+
(深蓝色铜氨配离子)
[Cu(NH3)4]2+ +
= [Cu(NH3)4SO4]·H2O
(深蓝色硫酸四氨合铜(Ⅱ)晶体)
（2）[HgI4]2-负配离子的生成
取一支试管，加入2滴0.1mol·dm-3的Hg(NO3)2溶液，然后逐滴加入0.1mol·dm-3的KI溶液，直至最初生成的HgI2红色沉淀溶解为止，形成[HgI4]2-无色溶液。试解释此过程中的有关现象。反应式如下：
Hg2+ + 2
= HgI2↓
HgI2 + 2 = [HgI4]2-
2．配合物的组成
（1）取两支试管，各加入5滴0.1mol·dm-3的CuSO4溶液，然后分别加入2滴1mol·dm-3的BaCl2溶液和0.1mol·dm-3的NaOH溶液，观察并解释此过程中的有关现象。反应式如下：
Ba2+ + = Ba SO4↓(白)
Cu2+ +2
(稀) = Cu(OH)2↓(蓝)
（2）另取两支试管，各加入5滴前面制备的[Cu(NH3)4]2+溶液，然后也分别加入2滴1mol·dm-3的BaCl2溶液和0.1mol·dm-3的NaOH溶液，观察并解释有关现象。反应式如下：
Ba2+ + = Ba SO4↓(白)
[Cu(NH3)4]2+ + (稀) 
3．配离子的离解
（1）取两支试管，各加入5滴0.1mol·dm-3的CuSO4溶液，然后分别加入2滴0.1mol·dm-3的Na2S溶液和6mol·dm-3的NaOH溶液，观察并解释此过程中的有关现象。反应式如下：
Cu2+ + 
= CuS↓(黑)
Cu2+ +2(浓) = Cu(OH)2↓(蓝)
（2）另取两支试管，各加入5滴前面制备的[Cu(NH3)4]2+溶液，然后也分别加入2滴0.1mol·dm-3的Na2S溶液和6mol·dm-3的NaOH溶液，观察并解释有关现象。反应式如下：
[Cu(NH3)4]2+ = Cu2+ + 4NH3
Cu2+ + = CuS↓(黑)
Cu2+ +2(浓) = Cu(OH)2↓(蓝)
4．配合物与复盐、简单盐的区别
取三支试管，分别加入10滴0.1mol·dm-3的K3[Fe(CN)6]、FeCl3、(NH4)Fe(SO4)2溶液，然后各加入1滴0.1mol·dm-3的NH4SCN溶液，观察并解释有关现象。反应式如下：
+ 
Fe3+ + n= [Fe(SCN)n]( n-3)- (n=1~6) (血红色)
Fe3+ + n = [Fe(SCN)n]( n-3)- (n=1~6) (血红色)
5．含Fe（Ⅲ）溶液中配合平衡的移动
（1）配离子之间的转化
向一支试管中加入5滴0.5mol·dm-3的Fe(NO3)3溶液，然后加入3滴6mol·dm-3的HCl溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。继续向该试管中加入0.1mol·dm-3的NH4SCN溶液，振荡，观察溶液的颜色变化。最后向该试管中加入4mol·dm-3的NH4F溶液，振荡，观察溶液的颜色变化并解释其现象。反应式如下：
+ 4
= [FeCl4]-(黄)
[FeCl4]- + n =[Fe(SCN)]3-n (血红色) + 4
[Fe(SCN)]3-n + 6
= [FeF6]3-(无色) + n
（2）配合平衡与氧化还原反应
取两支试管，分别加入5滴0.1mol·dm-3的K3[Fe(CN)6]溶液和FeCl3溶液，再往各试管中分别加入5滴0.1mol·dm-3的KI溶液和10滴CCl4，振荡后比较两试管中CCl4层的颜色，并解释此现象。反应式如下：
+
2Fe3+ + 2= 2Fe2+ + I2 （I2溶于CCl4中呈紫红色）
6．含Ag（Ⅰ）溶液中配合平衡与多相离子平衡
往一支试管中，加入5滴0.1mol·dm-3的AgNO3溶液，然后依次进行下列实验。注意观察每一步骤中所发生的现象。
（1）滴加0.1mol·dm-3的Na2CO3溶液至刚生成沉淀。
（2）滴加2mol·dm-3的氨水至沉淀刚溶解。
（3）加入1滴0.1mol·dm-3的NaCl溶液至生成沉淀。
（4）滴加6mol·dm-3的氨水至沉淀刚溶解。
（5）加入1滴0.1mol·dm-3的KBr溶液至生成沉淀。
（6）滴加0.5mol·dm-3的Na2S2O3溶液，边滴边振荡至沉淀刚溶解。
（7）加入1滴0.1mol·dm-3的KI溶液至生成沉淀。
（8）滴加饱和的Na2S2O3溶液，边滴边振荡至沉淀刚溶解。
（9）滴加0.1mol·dm-3的Na2S溶液至生成沉淀。
注意：每步试剂的加入量只需加至刚生成沉淀或刚溶解即可。若溶液量太大，可弃去部分溶液，继续进行后面的试验。
反应式如下：
（1）2Ag+ +
= Ag2CO3↓(白)
（2）Ag+ + 2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]+ + 2H2O
（3）[Ag(NH3)2]+ + = AgCl↓(白) +2NH3
（4）AgCl + 2NH3·H2O = [Ag(NH3)2]+ + 2H2O
（5）[Ag(NH3)2]+ + 
= AgBr↓(淡黄) +2NH3
（6）AgBr + 2
= [Ag(S2O3)2]3- +
（7）[Ag(S2O3)2]3- + = AgI↓(黄) +2
（8）AgI + 2 = [Ag(S2O3)2]3- +
（9）2[Ag(S2O3)2]3- +
= Ag2S↓(黑) +4
7．螯合物的生成
（1）焦磷酸铜（Ⅱ）螯合离子的生成
往一支试管中加入10滴0.1mol·dm-3的CuSO4溶液，再逐滴加入0.1mol·dm-3的K4P2O7溶液至浅蓝色焦磷酸铜沉淀生成。继续滴加K4P2O7溶液至生成的沉淀溶解形成深蓝色透明溶液，观察并解释此过程中的有关现象。反应式如下：
Cu2+ + 
= Cu2P2O7↓(浅蓝色)
Cu2P2O7 + 3= 2
(深蓝色)
（2）二丁二酮肟合镍（Ⅱ）的生成
往一支试管中加入2滴0.1mol·dm-3的NiCl2溶液和20滴去离子水，再加入2滴2mol·dm-3的氨水，然后加入2滴1%的丁二酮肟溶液，观察生成的鲜红色沉淀。再加20滴乙醚，观察并解释整个过程中的有关现象。反应式如下：
Ni2++ 2NH3•H2O（适量）= Ni(OH)2↓(蓝绿)+2NH4+
Ni(OH)2 + 6 NH3 （过量）= [Ni(NH3)6]2+ (蓝色 )+ 2OH-
