某小組同學探究FeCl
3溶液顯黃色的原因。
資料:i.FeCl
3溶液中存在平衡:[Fe(H
2O)
6]
3++H
2O?[Fe(H
2O)
5(OH)]
2++H
3O
+。
ii.Fe
3+與NO
不能形成配位鍵。
(1)Fe
3+的核外電子排布式為
3d5
3d5
。
[猜想與預測]
小組同學認為可能是Fe
3+與其他微粒配位形成的配離子導致溶液顯黃色,進而提出以下猜想:
Ⅰ.Fe
3+與OH
-配位
Ⅱ.Fe
3+與H
2O配位
Ⅲ.Fe
3+與Cl
-配位
(2)解釋Fe
3+可與這些微粒形成配合物的原因:
Fe3+提供空軌道,OH-、H2O、Cl-提供孤對電子
Fe3+提供空軌道,OH-、H2O、Cl-提供孤對電子
。
[實驗與分析]
為驗證猜想Ⅰ,小組同學設計并完成了以下實驗。
實驗 |
a |
b |
c |
實驗操作 |
|
|
|
實驗現(xiàn)象 |
溶液黃色略變淺 |
溶液黃色略變淺 |
黃色褪去 |
(3)實驗a的作用是
控制Fe3+濃度相同
控制Fe3+濃度相同
。
(4)①甲同學認為實驗c可以證明猜想Ⅰ成立,而猜想Ⅱ不成立,理由是
滴加3滴2mol/L硝酸,觀察到溶液黃色褪去,說明:[Fe(H2O)6]3++H2O?[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+,平衡逆向移動
滴加3滴2mol/L硝酸,觀察到溶液黃色褪去,說明:[Fe(H2O)6]3++H2O?[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+,平衡逆向移動
。小組同學為了證明猜想Ⅲ成立,將實驗c所得溶液分為兩份進行了實驗:
實驗 |
d |
e |
實驗操作 |
|
|
實驗現(xiàn)象 |
|
溶液仍為無色 |
②實驗d的實驗現(xiàn)象為
溶液由無色變?yōu)辄S色
溶液由無色變?yōu)辄S色
,證明猜想Ⅲ成立。
[結論與反思]
(5)依據(jù)上述現(xiàn)象解釋FeCl
3溶液顯黃色的原因是
Fe3+與OH-配位和Fe3+與Cl-配位
Fe3+與OH-配位和Fe3+與Cl-配位
。
(6)已知EDTA與Fe配位能力比SCN
-更強,設計實驗證明Fe
3+與EDTA形成的配合物為淺黃色(EDTA通常配成溶液使用):
向2mLFeCl3(pH 約為2)溶液中滴入3滴KSCN溶液,溶液變血紅色;繼續(xù)滴加3滴EDTA溶液,溶液由血紅色變?yōu)闇\黃色
向2mLFeCl3(pH 約為2)溶液中滴入3滴KSCN溶液,溶液變血紅色;繼續(xù)滴加3滴EDTA溶液,溶液由血紅色變?yōu)闇\黃色
。