中学化学竞赛试题资源库配位平衡和滴定.docx
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中学化学竞赛试题资源库配位平衡和滴定
中学化学竞赛试题资源库——配位平衡和滴定
A组
.下图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体,左端放置不纯的镍(Ni)粉。
在一定条件下,Ni可以与CO(g)发生如下反应:
Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)
但Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应。
玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350K和470K,经过足够长时间后,右端的主要物质是
A纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)B纯Ni(s)和CO(g)
C不纯Ni(s)和CO(g)D不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈黄绿色,有时却是蓝色,这是因为CuCl2的水溶液中存在如下平衡:
[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-
[CuCl4]2-(黄色)+4H2O
要使一份黄色的CuCl2溶液变成黄绿色或蓝色,可以往溶液中加入
ANaCl溶液B水CAgNO3溶液DNa2S溶液
.CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈黄绿色或蓝色,这是因为在CuCl2的水溶液中存在如下平衡:
[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-
[CuCl4]2-(黄色)+4H2O
现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色,请写出两种可采用的方法:
①,②。
.对人体新陈代谢起重要作用的血红蛋白是铁的配合物,配合物中含有位置可互相置换的O2和H2O分子,血红蛋白在肺部结合O2,然后随血液输送到体内需氧部位,在那里,O2便被H2O取代出来。
(如右图)
通常在铁的配合物中结合有各种小分子,如O2、H2O和CO等,它们结合力的强弱顺序为CO
O2≈H2O。
据此,请简要分析使用家用燃气热水器,为什么有时会出现伤亡事故。
(1)若热水器的燃气主要成分为丙烷(C3H8),燃烧时的化学方程式为。
(2)发生窒息伤亡事故的人为原因是,所发生反应的化学方程式为__________________________。
(3)人体中毒的直接原因是。
.现将25℃时PbCl2在HCl液中溶解度列于下表:
HCl/mol/L
0.
0.5
1.00
1.20
2.90
4.02
5.78
PbCl2/×103mol/L
6.60
5.10
4.91
4.93
5.90
7.48
14.0
PbCl2于1.00mol/LHCl溶解度最小,请说出可能原因。
.
(1)写出Fe(Ⅲ)和I-在溶液中的反应现象和反应方程式。
(2)有足量F-时,Fe(Ⅲ)不和I-反应。
请说出原因。
(3)往
(1)的溶液中加足量F-,有什么现象?
原因何在。
(4)在足量2mol/dm3HCl溶液中加Fe(Ⅲ)、I-、F-。
请说出反应现象,它可能和实验
(2)的现象有何不同?
.铬是一种典型的过渡元素,它能形成许多色彩鲜艳的化合物,并呈现除不同的氧化态。
(1)将一种铬(Ⅲ)盐溶于水,加入过量NaOH溶液,得到一种绿色溶液A,在A溶液中添加H2O2,得到黄色的B溶液,再酸化,又得到橙色的C溶液。
写出反应方程式。
(2)在足量H3O+离子存在下,在C溶液里再加入H2O2,呈现一种深蓝色,该蓝色物质为CrO5,不久溶液又转变为绿色。
蓝色中间物CrO5的结构简式如何?
C生成CrO5的反应是否为氧化还原反应?
当用C溶液滴定H2O2时,请计算每mL0.020mol/L的C相当于多少mol的H2O2?
(3)固体CrCl3·6H2O溶于水可能有几种不同组成的配离子。
今用以下离子交换实验,测定属于哪种组成的配离子。
实验将含0.219gCrCl3·6H2O的溶液通过H—离子交换树脂,交换出来的酸用0.125mol/L的NaOH溶液滴定,用去NaOH溶液6.57mL。
已知配离子呈八面体结构,试确定该配离子,并画出它的所有可能结构式。
.水的硬度常用一种规定的标准来衡量。
通常把1L水中含有10mgCaO(或相当于10mgCaO)称为1°。
Ca2+、Mg2+的硬度之和称为总硬度。
用配位滴定法分析某水样的硬度时,取50.00mL水样放入250mL锥形瓶中,加入稀盐酸数滴,煮沸,冷却,加入2mL1︰1的三乙醇胺溶液和10mLNH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),及3滴酸性铬蓝K-素酚绿B混合指示剂。
用0.01000mol/LEDTA溶液滴定至由红色到蓝色即终点,消耗EDTA溶液12.5mL。
另取水样50.00mL,将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的,NaOH溶液使pH>12,用0.01000mol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液7.50mL。
已知Ca2+与EDTA以物质的量1︰1发生络合反应。
(1)试计算水样的总硬度、钙硬度;
(2)为什么要加入数滴稀盐酸并煮沸?
(3)为什么要加入三乙醇胺溶液?
(4)为什么要加入NH3·H2O-NH3Cl缓冲溶液?
B组
.制备PbS纳米粒子的方法如下:
Pb(Ac)2溶液
PbY2-
PbS纳米粒子
EDTA为乙二氨四乙酸,它是一种弱酸,简写成H4Y,EDTA二钠简写成Na2H2Y,它们可以与Pb2+及其它许多金属离子形成稳定的配离子。
(1)试从平衡的观点解释增大酸度对PbY2-的影响。
(2)为什么不用硫化氢气体直接通入硝酸铅溶液来制备PbS纳米粒子?
(3)为什么用Na2H2Y而不用H4Y来制备PbY2-?
(4)在医学上可以用形成PbY2-来治疗人体的铅中毒,临床上是在葡萄糖输液中加入适量CaH2Y代替Na2H2Y给病人输液治疗。
请说明这种取代的理由。
.
(1)往AgNO3溶液中滴入KCN溶液及往含Al3+溶液中滴入NaOH溶液的实验结果如图所示。
①配制0.010mol/LKCN液和0.010mol/LAgNO3液,量取10份5mLAgNO3溶液分盛于1~10号试管中,然后往1号试管中加1mLKCN,2号试管中加2mLKCN,3号试管加3mLKCN,4……由图你能得到什么信息?
②如把CN-和Ag+(量固定)间的计量关系以V(CN-)表示为0,1,2,3,……;而把OH-和Al3+之间的计量关系以V(OH-)表示为0,3,>4。
后者为什么不是0,3,4?
请说明原因。
(2)称取0.5g氨络铜(Ⅱ)盐溶于水,加20.0mL0.50mol/LHCl(过量),用水稀释到200mL。
吸取10mL用水稀释到50mL,用0.050mol/LNaOH液滴定。
发现在加入2.25mL和6.10mL时溶液的pH值有明显的改变。
据此求算出络合物中氢的配位数。
.NaCl电离出的Cl-会对AgCl的溶解产生同离子效应,但随着Cl-离子浓度增大,Ag+与Cl-生成配合物将使AgCI在NaCl溶液中的溶解度增大。
(1)计算AgCl在0.0010mol/L和0.10mol/LNaCl溶液中的溶解度;
(2)计算AgCl在NaCl溶液中的最小溶解度,由此说明Cl-对AgCl溶解度的影响(忽略离子强度的影响)。
已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ag+-Cl-配合物的lgβ1=3.04,lgβ2=5.04,lgβ3=5.04,lgβ4=5.30。
.欲使0.0010molAgCl沉淀完全溶于100mL氨水中。
问:
(1)溶解平衡时,游离氨浓度为多少?
(mol/L)
(2)溶解AgCl沉淀,需此氨水的总浓度为多少(mol/L)?
(3)已知浓氨水密度为0.9g/mL,其含量为28%,则浓氨水的浓度为多少(mol/L)
(4)应取浓氨水多少毫升可配成上述氨水100mL?
(已知AgCl的Ksp=1.8×10-10,Ag(NH3)2+的lgK稳=7.0)
.分析了铬的一种配位化合物,得出它的组成为:
19.5%Cr,40.0%Cl,4.5%H和36.0%O。
取0.533g该化合物溶于100cm3水,加入浓度为2mol/L的硝酸10cm3。
然后加入过量的硝酸银溶液,反应生成的沉淀经过滤,洗涤,干燥,称得它的质量为0.287g。
另取1.06g样品在干燥空气流中缓缓加热到373K驱出的水的质量为0.144g。
将该化合物1.33g溶于100cm3水,测出其冰点为272.82K(-0.18℃)(水的摩尔冰点下降常数为1.82kg·K·mol-1)。
试根据以上实验数据回答下列问题:
(1)推求该化合物的实验式。
(2)推出表达铬离子配位体的该化合物的化学式,算出摩尔比证实你的结论。
(3)画出该化合物中铬离子周围的配位体的所有可能的空间排列。
C组
.由0.00100molAg+和1molNH3混合制成1L溶液。
已知Ag(NH3)2的Ka为6.0×10-8,试问溶液平衡时游离Ag+的浓度是多少?
.Ag+与一个NH3形成配合物的KI是2.0×103。
(1)就上题而言,Ag(NH3)+的浓度是多少?
(2)该溶液体系的K2是多少?
.为了把[Cu2+]的量减到10-13,应向0.00100M的Cu(NO3)2溶液中添加多少NH3?
已知Cu(NH3)42+的Kd为4.35×10-13,并忽略与少于4个氨形成配合物的铜量。
.在一个还未形成配合物的溶液中含0.00025MCd(Ⅱ)和0.0100MI-。
已知Cd2+和I-形成配合物的K1和K2分别为190和44。
试问溶液平衡时以Cd2+、Cdl+和CdI2形式存在的Cd(Ⅱ)的百分比分别是多少?
.如果0.0100mol纯Cu(NH3)4SO4·H2O被溶解在1L纯水中,
(1)估计Cu2+的摩尔浓度,忽略溶解的中间过程。
(2)如果0.0100mol的NH3也被加入该溶液,估计Cu2+的摩尔浓度。
(3)
(1)和
(2)则一个更容易得出结果?
Cu(NH3)42+的儿为4.35×10-13。
.0.0010mol的固体NaCl样品被加到1L0.010MHg(NO3)2溶液中。
计算与新生成的HgCl十保持平衡的[Cl-]?
形成HgCl十的K1为5.5×106,忽略K2平衡。
.在溶有0.0010molCd(NO3)2和1.5molNH3的1L溶液中,[Cd2+]为多少?
Cd(NH3_42+分解成Cd2+和4NH3的Kd为3.6×10-8。
忽略与少于4个氨形成配合物的钙量。
.在有过量CN-存在下,银离子会形成Ag(CN)2+。
为了使0.0005MAg+溶液中[Ag+]降低到1.0×10-19,应向其中加入多少KCN?
Ag(CN)2+完全离解常数风为3.3×10-21。
.通过研究SCN-与Fe3+所形成的配合物得到其K1、K2、K3分别为130、16、1.0。
试问Fe(SCN)3的总稳定常数是多少,Fe(SCN)3离解成最简单离子的离解常数是多少?
.Sr2+与NO3-会形成一个非常不稳定的配合物。
在一个含有0.00100MSr(ClO4)2和0.050MKNO3的溶液中,实际上只有75%的锶是以游离Sr2+形式存在,它们与Sr(NO3)+保持平衡。
试问该配合反应的K1是多少?
.在总离子强度为1的条件下,一个含0.0100MCo(NO3)2和0.0200MN2H4的溶液,Co2+的平衡浓度[Co2+]为6.2×10-3。
假设惟一存在的配合物为Co(N2H4)2+,试问在该离子强度下形成配合物的表观K1是多少?
.假设上题中的溶液被稀释2倍(离子强度仍为1),计算下列物质的摩尔浓度:
(1)CoN2H42+,
(2)Co2+,(3)N2H4。
.相等体积的0.0010MFe(ClO4)3和0.10MKSCN混合。
查表中的数据,计算溶液平衡时以离子形式存在的Fe3+、FeSCN2+、Fe(SCN)2+、Fe(SCN)3的百分比。
.0.0050MCdCl2溶液中游离Cd2+离子的浓度是多少?
Cd2+形成的氯化物配合物的K1是100;不考虑K2。
.假设体积不变,求在100L的溶液中须至少加入多少NaCl才能使0.010mol的AgCl完全溶解掉。
.求在0.0050mol/L的CdCl2溶液中[Cd2+]为多少?
已知K1=100,K2忽略。
.在Co(NO3)2和N2H4浓度分别为0.0100mol/L和0.0200mol/L,总离子强度为1的溶液中,平衡时[Co2+]=6.2×10-3,假设只生成配合物Co(N2H4)2+,则求在此离子强度条件下配合物的表观K1值为多少?
.Sr2+与NO3-能够形成极不稳定的配合物Sr(NO3)+。
已知在Sr(ClO4)2和KNO3浓度分别为0.00100mol/L和0.050mol/L的溶液中,有75%的Sr2+没有发生配位,则求配合物的K1为多少。
.已知SCN-与Fe3+形成配合物的各级稳定常数K1,K2,K3分别为130,16,1.0,则配合物的总稳定常数为多少?
总不稳定常数为多少?
.求某三价的金属离子与SCN-反应生成配位数为1的配合物的稳定常数K。
已知溶液中金属离子的总浓度为2.00×10-3mol/L,SCN-的总浓度为1.50×10-3mol/L,[SCN-]为1.00×10-5mol/L。
.在1.0L0.40mol/L的NH3溶液中能够溶解多少AgBr?
假设只形成配合物Ag(NH3)2+。
.已知Ag+与过量的CN-能形成Ag(CN)2-配合物。
则需要在1.0LAg+浓度为0.00050mol/L的溶液中加入多少KCN,才能使[Ag+]降为1.0×10-19?
.在1.0L溶液中溶有0.0010molCd(NO3)2和1.5molNH3,则[Cd2+]为多少?
已知Cd(NH3)42+离解为Cd2+和4NH3的离解常数Kd=1.8×10-7,别的形式的配合物忽略不计?
.把0.0010mol固体NaCl加入到1.0L浓度为0.010mol/L的Hg(NO3)2溶液中,溶液的总离子强度为0.5,求生成配合物HgCl十达到平衡时[Cl-]的值。
已知在此离子强度下HgCl+的稳定常数K1=5.5×I06。
忽略二级配位反应。
.1.0L溶液中含有0.0050molAg+和1.00molNH3,则求平衡时溶液中[Ag+]为多少?
.已知NH3与Ag+形成配合物的一级稳定常数K1=2.0×103,配合物的二级稳定常数K2为多少?
.要使0.0010mol/LCu(NO3)2溶液中的[Cu2+]降为10-13mol/L,则需要加入多少NH3?
忽略配位数低于4的配合物所消耗的Cu2+。
?
.要使1.0L,0.750mol/L的AgNO3溶液中[Ag+]降为5.0×I0-8mol/L,则需要加入摩尔的NH3?
.把75.0mL浓度为0.030mol/LFeSO4溶液和125.0ml浓度为0.20mol/LKCN溶液相混合,求混合液中[Fe2+]为多少?
.在定量地由AgCl测定银离子时,以NaCl溶液作为沉淀剂,问为什么不能加入过量很多的NaCl?
(见下表)
25℃时部分配离子的总生成常数,Kf
.把1.0×10-3molAgNO3加入到1.0L浓度为0.100mol/L的NH3溶液中生成配合物[Ag(NH3)2]+,求溶液中Ag+的浓度。
.求在含有0.200mol/L[Fe(CN)6]4-和0.100mol/LCN-的溶液中,[Fe2+]为多少
.溶液中[Ag(NH3)2]+和NH3的浓度分别为0.15mol/L和1.5mol/L,则求此溶液中Ag+的浓度为多少?
.需在1.0L溶液中至少加入多少氨才能溶解0.10molAgCl而形成配合物[Ag(NH3)2]+?
.某M2+的不溶化合物,加入水中振荡后,溶液中[M2+]=1.0×10-4mol/L。
加入一定量的某一配位体于此溶液中,其能够与M2+形成可溶的配合物从而使溶液中[M2+]降为1.0×10-6mol/L,则问不溶化合物是否能够溶解?
为什么?
.按所含Ag+浓度递减的顺序给下列溶液排序:
(1)lmol/L[Ag(CN)2]-
(2)饱和的AgCl溶液
(3)0.10mol/LNH3溶液中含有lmol/L[Ag(NH3)2]
(4)饱和的AgI溶液
.求要使Zn2+从初始浓度0.20mol/L降到1.0×10-4mol/L,下列各物质的平衡浓度各为多少?
(1)NH3和Zn(NH3)42+(假设没有副反应);
(2)与Zn(OH)2(s)平衡的OH-;
(3)OH-与Zn(OH)42-;
(4)计算
(1)中平衡时[OH-]的值,并用这一数值来推测加入足量的氨达到
(1)中计算的平衡浓度时,是否优于Zn(NH3)42-生成Zn(OH)2或Zn(OH)42-?
(5)如果把NH3的浓溶液慢慢地加入到0.20mol/L的Zn2+溶液中去,将出现什么现象?
.解释为什么0.10mol/L的NH3溶液
(1)能够与含Fe2+0.10mol/L的溶液形成Fe(OH)2沉淀?
(2)不能与含[NH4+]和[Mg2+]分别为0.20mol/L和0.10mol/L的溶液形成沉淀?
(3)不能与含0010mol/LAg+的溶液形成AgOH沉淀?
.在含有[Ag+]和[H3O+]均为0.10mol/L的1.0L溶液中通入0.010mol/L气体NH3,则NH3与哪个离子的反应量多些?
通过计算来回答。
.需在1.0L水中加入多少固体Na2S2O3刚好能使0.00050mol的Cd(OH)2溶解完全?
已知Cd2+与S2O32-形成配合物的稳定常数K1和K2分别为8.3×103和2.5×102(此题可先判断在此溶液中CdS2O3和Cd(S2O3)22-谁为主导)。
.求AgSCN在0.0030mol/LNH3溶液中的溶解度为多少?
.在0.0040mol/LAg+溶液中[Cl-]为0.0010mol/L时,需加入多少NH3刚好能够不生成AgCl沉淀?
.把过量的AgCl与AgBr加入到0.0200mol/LNH3溶液中振荡,求所得溶液中Ag+,Br-,Cl-,[Ag(NH3)2]+,NH4+,OH-的浓度分别为多少?
假设没有一级配合物生成。
.Cl-与Fe2+生成配合物的逐级稳定常数K1,K2,K3分别是30,4.5,0.10。
在0.0100mol/LFeCl3溶液中主要的含铁物质是什么?
假设溶液为微酸性以防发生水解。
.把1.5mol/LCuCl2·2H2O溶解到足够的水中制成1.0L的溶液,查表,求溶液中各种离子的浓度分别为多少?
.当把含Zn2+的溶液加入到NaOH溶液中,生成透明的溶液。
当把NH4Cl加入到此溶液中生成了Zn(OH)2沉淀。
写出化学反应式并解释这一现象。
.完成下列各反应式:
(1)Al(OH)4-十H3O+→
(2)Al(OH)4-+4H3O+→
(3)Ag(NH3)2++Cl-+2H3O+→
.金属离子与酸H2L形成一种配合物ML,该配合物的形成常数为K1。
M+L
ML,K1=[ML]/{[M]·[L]},溶液中还含有另一种金属离子N,它与酸H2L生成配合物NHL。
配合物ML的条件形成常数K1’有下列关系:
K1”=[ML]/{[M’]·[L’]},其中[M’]为未结合成ML的含M型体的总浓度,[L’]为未结合成ML的含L型体的总浓度。
推导出用[H+]和有关K值表示的K1’的关系式。
K值中除ML的形成常数外,还知道H2L的酸常数Ka1和Ka2以及配合物NHL的形成常数KNHL。
N+L+H+
NHL,KHNL=[NHL]/{[N]·[H+]·[L]},还可假定平衡浓度[H+]和[N]为已知值。
以上为简单起见,略去了除H+以外各型体的电荷。
.在浓度为1.0×10-3mol/LFe3+、0.10mol/LSCN-和0.20mol/LF-的1.0L混合溶液中,缓慢地滴入盐酸,当刚出现橙红色时,停止滴加盐酸,此时,[FeSCN2+]=1×10-5mol/L,假设滴加盐酸后,体积仍为1.0L,试求此时溶液的pH值。
已知:
Fe3++SCN-
FeSCN2+K1S=103Fe3++F-
FeF2+K1F=105
(HF的Ka=10-3.2)
.Fe2(SO4)3溶于水为浅紫色,加入NaCl后显黄色(FeCl4-离子),再加入NH4SCN成血红色[Fe(SCN)3],又加入NaF转变为成无色溶液(FeF3),继续加(NH4)2C2O4得到黄色溶液{[Fe(C2O4)3]3-离子},最后加入NaOH溶液得到Fe(OH)3沉淀。
请说明这个实验过程的各种现象。
若在上述实验中用盐酸代替NaCl。
氢氟酸代替NaF,H2C2O4代替(NH4)2C2O4,请估计实验现象。
(提示:
HSCN的K=1.4×10-1;H2C2O4的K1=5.9×10-2,K2=6.4×10-5;HF的K=6×10-4)
.500mL溶液中含有0.200molCoCl2和0.200molNiCl2,在通氮气的情况下,逐滴加入一定浓度的氨水,生成相应的氢氧化物。
然后加入一定量的NH4Cl和NH3·H2O,并使溶液的最终体积为1.00L,在此过程中发生了如下反应:
Ni(OH)2+4NH3·H2O+2NH4+=[Ni(NH3)6]2++6H2O
Co(OH)2+4NH3·H2O+2NH4+=[Co(NH3)6]3++6H2O
若控制好溶液的pH,并使NH3·H2O和NH4Cl维持一定的平衡浓度,则可使Ni(OH)2沉淀溶解,而CO(OH)2基本不溶解。
为了达到此目的,试求:
(1)溶液最终保持的pH值至少多大才能达到此目的?
(2)最终溶液中的NH3·H2O、NH4+和[Co(NH3)6]3+各物质的浓度各是多少mol/L
(3)为什么要通氮气进行实验?
若不通氮气会有什么反应发生?
试用化学键理论解释之(已知:
Co(OH)2的Ksp=10-14.7,Ni(OH)2的Ksp=10-14.7,NH3的Kb=10-4.74,Co(NH3)62+的K稳=105.11,Ni(NH3)62+的K稳=108.74)。
.某配位化合物的相对分子质量为250.4,它是由Co、N、H、Cl等元素组成,其中N和H组成氨,作为配位体,经下列测定步骤:
(1)取此配位化合物晶体2.504g,以水溶解,配成100.0mL溶液(以下称A液);
(2)取A液3.00mL,用硝酸及氢氧化钠调至pH=7,以铬酸钾作指示剂,用0.0500mol·L-1硝酸银滴至砖红色铬酸银沉淀出现,消耗硝酸银溶液12.00mL;
(3)取A液3.00ml,用硝酸调至pH=1,加入30.00mL0.0500mol·L-1硝酸银溶液,振荡后,再加入硝基苯,使硝基苯在AgCl上形成薄膜,阻止氯化银沉淀转化为硫氰化银沉淀,然后以铁离子作指示剂,用0.0500mol·L-1硫氰化钾溶液滴至红色出现,消耗硫氰化钾溶液12.00mL;
(4)取A液10.0mL,加入10.0mL3.00mol·L-1氢氧化钠溶液,加热蒸馏,馏出物用50.00mL0.200mol·L-1盐酸吸收,蒸馏半小时后,用0.200mol·L-1氢氧化钠溶液滴定盐酸吸收液至甲基红变黄,消耗氢氧化钠溶液25.00mL;
(5)取A液5.00mL,用硝酸调至pH=5~6,加入10mL、pH=5.5的缓冲溶液,以二甲酚橙作指示剂,用0.0200mol·L-1EDTA溶液滴至终点,消耗EDTA溶液25.00mL(钴离子与EDTA形成1︰1配位化合物)。
求此配位化合物的分子式。
.乙二胺四乙酸(简称EDTA,其化学式用Y表示)的配位能力很强,几乎能与所有金属离子形成稳定的螯合物。
医学临床上常用EDTA测定体液中某些离子的含量,用以诊断是否患有某种疾病。
测定尿样中Ca2+、Mg2+离子含量时,吸取10.00mL尿样,加入Ph=10.0的NH4Cl-NH3缓冲溶液,以铬黑T为指示剂用0.01000mol/LEDTA标准溶液滴定,消耗25.0