铁盐溶液浓度较低时肉眼几乎观察不到颜色,某研究小组利用配合物的特征颜色检测久置硫酸亚铁补铁片中铁元素价态。
Ⅰ.补铁片中Fe3+的检验
资料i:[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+
实验过程如图:

(1)分析上述溶液,除H2O外还能与Fe3+配位的微粒有 SCN-、OH-SCN-、OH-。
(2)已知H2O的配位对Fe3+的检验无影响。结合化学用语,从平衡移动的角度解释溶液①无现象,溶液②变红的原因:溶液①中,OH-与Fe3+配位能力强,使Fe3+无法与SCN-配位,因此无现象,溶液②中H+浓度增大,使[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+逆向移动,OH-与Fe3+配位能力减弱,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,因此溶液②变红溶液①中,OH-与Fe3+配位能力强,使Fe3+无法与SCN-配位,因此无现象,溶液②中H+浓度增大,使[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+逆向移动,OH-与Fe3+配位能力减弱,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,因此溶液②变红。
结论:用KSCN溶液检验Fe3+须在酸性条件下进行。进一步实验表明,KSCN溶液检验Fe3+时pH需小于3。
Ⅱ.邻二氮菲检验Fe2+的酸碱性条件
资料ii:邻二氮菲的结构简式为
,可与 Fe2+形成稳定的橙红色邻二氮菲亚铁离子,这种离子可表示为[Fe(phen)3]2+。
实验过程如图:

(3)结合邻二氮菲的结构,分析说明溶液④颜色比③浅的原因:H+浓度较大,邻二氮菲中N原子有孤电子对,H+中有空轨道,因此邻二氮菲与H+形成配位键,而不与Fe2+配位,因此溶液④颜色比③中浅H+浓度较大,邻二氮菲中N原子有孤电子对,H+中有空轨道,因此邻二氮菲与H+形成配位键,而不与Fe2+配位,因此溶液④颜色比③中浅。
结论:邻二氮菲与Fe2+形成配合物的反应受pH的影响。进一步实验表明,邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9。
(4)由以上实验也可得知,中心离子结合配体的能力与 中心离子和配体的浓度、种类中心离子和配体的浓度、种类有关。
【考点】性质实验方案的设计.
【答案】SCN-、OH-;溶液①中,OH-与Fe3+配位能力强,使Fe3+无法与SCN-配位,因此无现象,溶液②中H+浓度增大,使[Fe(H2O)6]3++H2O⇌[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+逆向移动,OH-与Fe3+配位能力减弱,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,因此溶液②变红;H+浓度较大,邻二氮菲中N原子有孤电子对,H+中有空轨道,因此邻二氮菲与H+形成配位键,而不与Fe2+配位,因此溶液④颜色比③中浅;中心离子和配体的浓度、种类
【解答】
【点评】
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