第2课时 配合物的应用
[目标导航] 知道配合物的形成对物质性质的影响，会分析配合物在生活、生产和科学实验中的应用。
一、配合物的形成对性质的影响 1．颜色的改变
当简单离子形成配离子时其性质往往有很大的差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，据此可以判断配离子是否生成。如Fe与SCN在溶液中可生成配位数为1～6的铁的硫氰酸根配离子(血红色)，反应的离子方程式为Fe＋nSCN===[Fe(SCN)n]2．溶解度的改变
一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物可以依次溶解于过量的Cl、Br、I
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3＋
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(3－n)＋
3＋
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。
、CN和氨中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2沉淀易溶于氨水中，反应的离子方程式为
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Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]＋2OH。 3．生成配合物后溶液的酸碱性强弱的改变
氢氟酸是一种弱酸，若通入BF3或SiF4气体，由于生成了HBF4、H2SiF6而使溶液成为强酸溶液。配位体与中心原子配合后，可以使其酸性或碱性增强，如Cu(OH)2＋4NH3===[Cu(NH3)4]＋2OH
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2＋
，碱性增强。
4．稳定性增强
配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强，配合物越稳定。例如，血红素中的Fe
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2＋
2＋
与CO分子形成的配位键比Fe与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。 议一议
冶炼金的废水不能任意排放，排放前必须处理。为什么？
答案 炼金废水中含有配合物[Au(CN)2]和[Zn(CN)4]，它们可产生有毒的CN，当H与CN
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结合生成HCN，毒性更强，可导致鱼类等水生物死亡，因此不能任意排放。
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解析 提取Au的原理为4Au＋8CN＋2H2O＋O2===4[Au(CN)2]＋4OH再用Zn还原成单质金：Zn＋2[Au(CN)2]===2Au＋[Zn(CN)4]。 二、配合物的应用
1．在实验研究中，常用形成配合物的方法来检验金属离子、分离物质、定量测定物质的组成。 2．在生产中，配合物被广泛应用于染色、电镀、硬水软化、金属冶炼领域。
3．在许多尖端领域如激光材料、超导材料、抗癌药物的研究、催化剂的研制等方面，配合物发挥着越来越大的作用。
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4．生物体中的许多金属元素都是以配合物的形式存在的。 议一议
1．检验Fe常用的方法是什么？
答案 检验Fe常用的方法：取待测溶液少许，加KSCN溶液，若溶液变为血红色，则含有Fe。
2．为什么Au不能溶于浓HNO3、浓HCl和浓H2SO4，但可溶于王水？ 答案 金能溶于王水是因为Au与王水发生如下反应： Au＋4HCl＋HNO3===H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O
3．为什么工业水进入锅炉前都要用三聚磷酸钠处理？
答案 工业水中含有较多的Cu、Mg等离子，长时间煮沸会生成锅垢，加入三聚磷酸钠(Na5P3O10)后，三聚磷酸根离子可与Ca、Mg等离子结合生成可溶性稳定配合物，可防止水垢的沉积，以确保锅炉安全。
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配合物的应用 1．工业生产中的应用
(1)湿法冶金：可以用配合物的溶液直接从矿石中把金属浸取出来，再用适当的还原剂还原成金属单质。
(2)分离和提纯：由于制备高纯物质的需要，对于那些性质相近的稀有金属，常利用生成配合物来扩大一些性质上的差别，从而达到分离、提纯的目的。
(3)设计合成具有特殊功能的分子，如光储材料，超导材料，抗癌药物等。 2．定量分析中的应用
(1)检验离子的特效试剂：通常利用整合剂与某些金属离子生成有色难溶的内络盐，作为检验这些离子的特征反应。
(2)隐藏剂：多种金属离子共同存在时，要测定其中一金属离子，由于其他金属离子往往会与试剂发生同类型反应而干扰测定，因此常用配合物来防止杂质离子的干扰。
(3)有机沉淀剂：某些配合物和金属离子在水中形成溶解度极小的内络盐沉淀，可以提高分析的精确度。
(4)萃取分离：当金属离子与有机整合剂形成内络盐时，一方面由于它不带电，另一方面又由于有机配体在金属离子的外围且极性极小，具有疏水性，因而难溶于水，易溶于有机溶剂。利用这一性质就可将某些金属离子从水溶液中萃取到有机溶剂中。 3．在合成中的应用
配合催化剂活性高，选择性好，在合成工业中用途广泛。 配合物与生物固氮。
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4．在生物体中的应用
许多酶的作用与其结构中含有形成配合物的金属离子有关。
例 向黄色的FeCl3溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应可以用方程式FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl表示。
(1)该反应的类型是________________________，生成物中KCl既不是难溶物、难电离物质，也不是易挥发物质，则该反应之所以能够进行是由于生成了_________________的Fe(SCN)3。 (2)经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe与SCN不仅能以1∶3的个数比配合，还能以其他个数比配合。请按要求填空：
①所得Fe和SCN的配合物中，主要是Fe与SCN以个数比1∶1配合所得离子显血红色。该离子的离子符号是______________，含该离子的配合物的化学式是______________。 ②若Fe与SCN以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_________________________________。
(3)向上述血红色溶液中继续加入浓KSCN溶液，溶液血红色加深，这是由于_______(填字母)。 a．与Fe配合的SCN数目增多 b．血红色离子的数目增多 c．血红色离子的浓度增大
解析 两种化合物之间相互交换成分，生成另外两种化合物的反应是复分解反应。该反应进行的条件为有气体、沉淀或难电离物质生成。颜色的深浅与有色物质的浓度有关。 答案 (1)复分解反应 难电离 (2)①[Fe(SCN)] [Fe(SCN)]Cl2 ②FeCl3＋5KSCN===3KCl＋K2[Fe(SCN)5] (3)c
解题反思 生成配合物的反应是复分解反应中的一种。
变式训练 已知向含有Zn的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀又溶解，生成了[Zn(NH3)4]。此外，Zn(OH)2既可溶于盐酸，生成Zn；又可溶于过量的NaOH溶液，生成ZnO2；所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。
现有四组离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们两者分开。可供选择的试剂有：
A．硫酸 B．盐酸 C．硝酸 D．氢氧化钠溶液 E．氨水 根据上述内容填写下表：
离子组 (1)Zn和Al (2)Zn和Mg
2＋2＋2＋3＋2－
2＋
2＋
2＋
2＋
3＋
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3＋
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3＋
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3＋
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选用试剂 (字母代号) 沉淀物 化学式 保留在溶 液中的离子 3
(3)Zn和Ba (4)Mg和Al 2＋3＋2＋2＋ 2＋ 2－ 2＋答案 (1)E Al(OH)3 [Zn(NH3)4] (2)D(或E) Mg(OH)2 ZnO2或[Zn(NH3)4] (3)A BaSO4 Zn (4)D Mg(OH)2 AlO2
解析 本题给出的知识信息是Zn(OH)2的两性和可生成溶于水的[Zn(NH3)4](OH)2。运用它们的化学性质，选择适当试剂加以分离。
(1)Zn和Al的分离：由于Zn(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，不能用酸、碱加以区分，但Zn可与过量氨水反应，生成[Zn(NH3)4]，Al无此性质，可选用氨水(E)为试剂，生成沉淀Al(OH)3，保留在溶液中的离子为[Zn(NH3)4]。
(2)Zn和Mg的分离：因Zn(OH)2为两性，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH(D)为试剂，将Zn和Mg区分开沉淀为Mg(OH)2，保留在溶液中的离子为ZnO2。此外，还可用氨水(E)予以分离。
(3)Zn和Ba的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4则能溶于水，可选用H2SO4(A)为试剂，将Zn和Ba区分开。沉淀为BaSO4，保留在溶液中的离子为Zn。
(4)Mg和Al的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中。Mg(OH)2为沉淀，且不溶于过量的NaOH溶液，可选用NaOH(D)为试剂，将Mg和Al区别开。沉淀是Mg(OH)2，保留在溶液中的离子是AlO2。
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3＋2＋
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2＋2＋
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3＋2＋
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1．铁强化酱油中加有NaFeEDTA，其配离子结构如下图，则Fe的配位数为( )
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A．3 B．4 C．5 D．6 答案 D
解析 与铁相连的原子有N和O，其中N已形成三个键，故N与Fe之间为配位键；O也为饱和的化学键，若与铁相连，则只能形成配位键。
2．在[Co(NH3)6]中，与中心原子形成配位键的原子是( ) A．N原子 C．Co原子 答案 A
B．H原子 D．N、H两种原子
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