2025屆新高考化學(xué)熱點沖刺復(fù)習 Fe3 的絡(luò)合反應(yīng)

2025屆新高考化學(xué)熱點沖刺復(fù)習

——以Fe3+的絡(luò)合反應(yīng)為例基于化學(xué)核心素養(yǎng)下真實情境的問題探究/學(xué)習目標/1.掌握Fe3+的檢驗方法，明確平衡移動原理，掌握競爭關(guān)系的應(yīng)用，了解螯合物等相關(guān)概念;2.建立辯證思維觀念，增強對陌生情境的信息提取能力，提升科學(xué)態(tài)度與社會責任意識；【問題情境】Co2+能與SCN－在有機溶劑中生成藍色的配合物離子[Co(SCN)4]2－，這是檢驗Co2+的一種常用方法。但是，當溶液中同時存在Fe3+時，其血紅色將干擾Co2+的檢驗，我們該怎樣處理呢？探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模任務(wù)一：要想排除Fe3+的干擾，設(shè)想可能的解決思路；設(shè)想思路討論分析

思路一：除去Fe3+思路二：干擾Fe3+與SCN－的反應(yīng)(或使生成物解離)；沉淀法還原法②Co(OH)2也是一種沉淀;③還原時，易引入雜質(zhì)離子，容易引發(fā)副反應(yīng)；辯證思維能力①已知金屬活潑性：Fe＞CoCo2+———SCN－

Fe3+————問題1：濃度會影響配合物的顏色嗎？實驗方案實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

取1號、2號試管，各取2mL(約2滴管)Fe2(SO4)3溶液于試管中，分別滴加3滴0.1mol·L-1、1mol·L-1KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。溶液變?yōu)榧t色濃度大的顏色更深；濃度會影響配合物的顏色，一般情況下，濃度越

大

，配合物的顏色越深；是否為紅色沉淀呢？配位化合物（配合物）任務(wù)二：探析Fe3+與SCN-的絡(luò)合反應(yīng)實驗試劑：0.01mol·L-1Fe2(SO4)3、0.1mol·L-1KSCN溶液、1mol·L-1KSCN溶液；探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模配位化合物（配合物）中心離子：提供；配體：提供；模型A模型B“AB”模型

＋（外界）內(nèi)界空軌道孤電子對探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模問題2：請根據(jù)資料卡片1、2，分析配體是哪種微粒，

配位原子是哪個原子？資料卡片1兩可配體又稱異性雙位配位體。即含有兩種不同原子作為配位原子可分別與中心原子成鍵的配體。硫氰酸根S原子、N原子上均有孤電子對。SCN－、CN－是常見的兩可配體；資料卡片2當與第一過渡系（第4周期過渡元素）元素離子配位時，通常以

NCS－（異硫氰酸根）配位；當與第二過渡系、第三過渡系離子（第5、6周期，除鑭系、錒系）配位時，通常以

SCN－（硫氰酸根）配位；NCSFe3++nSCN－

?[Fe()n](3-n)+(n=1~6，隨SCN－濃度而異)配位鍵SCN配體是異硫氰酸根離子（NCS

－

），配位原子為N原子；信息提取能力探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建?！九e一反三】CN－是常見的兩可配體，其C原子、N原子上均有孤電子對，為什么做配體時，一般是C原子作配位原子呢？電負性：N：3.07，C：2.50；∴除特殊搭配外，一般情況下，電負性（即

能力越強）的原子越容易成為配位原子；越小給電子證據(jù)推理與模型認知探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模Co2+———SCN－————Fe3+探究之旅問題情境思維建模學(xué)以致用情境再應(yīng)用[Fe(NCS)n](3-n)+紅色CuSO4溶液問題情境：類比學(xué)習思路：干擾Fe3+與SCN－的反應(yīng)；（或使生成物解離）資料卡片3配位平衡同其他化學(xué)平衡一樣，是一種相對平衡狀態(tài)，當改變某些條件時，配位平衡可以發(fā)生移動；以n=1為例：[Fe(NCS)]2++？[Fe(？)]NCS

－?+紅色→平衡移動→無色探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模任務(wù)三：明確配位平衡觀念，并利用平衡思想關(guān)系，尋求解決思路問題4：如何驗證是否可能發(fā)生平衡移動呢？(已知[FeF6]3-為無色)實驗試劑：0.01mol·L-1Fe2(SO4)3、0.1mol·L-1KSCN溶液、1mol·L-1KSCN溶液、

0.1mol·L-1NaF溶液;實驗方案反應(yīng)方程式

③號試管：2mL(約2滴管)

0.01mol·L-1Fe2(SO4)3溶液，滴加3滴0.1mol·L-1KSCN溶液，再向其中滴加3滴0.1mol·L-1NaF溶液；①、②號試管滴加3滴蒸餾水，為空白實驗④號試管：2mL(約2滴管)

0.01mol·L-1Fe2(SO4)3溶液，滴加3滴1mol·L-1KSCN溶液，再向其中滴加3滴0.1mol·L-1NaF溶液；紅色無色[Fe(NCS)]2++6F

－

?[FeF6]3

－

+NCS

－配位反應(yīng)存在配位平衡，當改變條件時，配位平衡可以發(fā)生

;移動問題5：有沒有競爭性更強的配體呢？是否也可以引發(fā)平衡移動呢？請根據(jù)資料卡片4、5，猜想EDTA-2Na（乙二胺四乙酸二鈉鹽）能否產(chǎn)生與F-類似的競爭效果呢？引發(fā)平衡移動呢？請設(shè)計實驗驗證你的猜想。資料卡片4有些配體在形成配合物時，只有一個配位原子，這樣的配體稱為單齒配體，例如：OH-、苯酚、SCN-；有些物質(zhì)形成配合物時有兩個或兩個以上的配位原子，這類配體被稱為多齒配體，例如：鄰二氮菲、EDTA。EDTA中含有2個N原子，4個O原子，其都可以與金屬離子結(jié)合，故EDTA最多可以有6個原子進行配位；資料卡片5多齒配體形成的配合物也稱為螯合物，螯合物具有更高的穩(wěn)定性；探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模實驗試劑：0.01mol·L-1Fe2(SO4)3、0.1mol·L-1KSCN溶液、1mol·L-1KSCN溶液、0.1mol·L-1EDTA-2Na溶液實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

另取2支試管，標為⑤號、⑥號；⑤號中取2mL(約2滴管)

Fe2(SO4)3溶液，滴入3滴0.1mol·L-1KSCN溶液，充分振蕩后，滴入3滴0.1mol/LEDTA-2Na溶液；⑥號：滴入1mol·L-1KSCN溶液，其余同上；；空白實驗組沒有明顯變化，⑤號、⑥號試管紅色迅速褪去；EDTA-2Na與NCS－離子之間存在競爭關(guān)系；可以引發(fā)平衡移動；配位平衡移動探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建?！九e一反三】根據(jù)實驗現(xiàn)象我們已知：NaF、EDTA-2Na均可以使配位平衡發(fā)生移動；若已知：[FeF6]3－為無色，EDTA與Fe3+形成的配合物離子也是無色的，如何驗證NaF與EDTA誰的配位競爭能力更強呢？多齒配體（形成螯合物）一般情況下可以使配位反應(yīng)進行的更徹底；即：穩(wěn)定性低的配合物容易轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性高的配合物；探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模[Fe(NCS)]2++6F-?[FeF6]3-

+NCS-紅色無色配位平衡移動：K

Kf[Fe(NCS)]2+≈2×103=c[Fe(NCS)2+]c(Fe3+)·c(NCS-)Kf[FeF6]3-≈9×1041=c[FeF63-]c(Fe3+)·c(F-)6已知Kf為形成常數(shù)，K=·c(NCS-)c[FeF63-]·c(F-)6c[Fe(NCS)2+]=Kf[FeF6]3-Kf[Fe(NCS)]2+≈9×1041

2×103=4.5×1038定量定性1.Fe2+重要的螯合物之一就是血紅蛋白(hemoglbin)，已知該配合物中配體H2O可以與O2發(fā)生交換，從而起到輸氧的作用。CO也可以與Fe2+形成配位鍵。試分析，為什么吸入CO時會干擾血紅蛋白的輸氧能力？運輸氧氣配體O2與H2O發(fā)生交換，使O2與Fe2+配位；配體CO對Fe2+的配位能力＞O2；缺氧，無法運輸氧氣導(dǎo)致O2無法與Fe2+配位；探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建模【真實情境再應(yīng)用】[鏈接高考](2020·山東高考節(jié)選)含有多個配位原子的配體與同一中心離子(或原子)通過螯合配位成環(huán)而形成的配合物為螯合物。一種Cd2＋配合物的結(jié)構(gòu)如圖所示，1mol該配合物中通過螯合作用形成的配位鍵有________mol6探究之旅問題情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建?！舅季S建?！刻骄恐脝栴}情境學(xué)以致用情境再應(yīng)用思維建?！扒嗄晔菢酥緯r代最靈敏的晴雨表，時代的責任賦予青年，時代的光榮屬于青年?！薄暯接型瑢W(xué)在檢驗補鐵藥片是否變質(zhì)時采用了兩種方案：甲同學(xué)：取補鐵藥片粉末，溶于適量蒸餾水中，取上層清液。滴加KSCN溶液，溶液未變紅；故甲同學(xué)認為補鐵藥片沒有變質(zhì)；乙同學(xué)：取補鐵藥片粉末，溶于適量稀H2SO4中，取上層清液。滴加KSCN溶液，溶液變紅；故乙同學(xué)認為補鐵藥片已經(jīng)變質(zhì)；你認為哪位同學(xué)的說法有道理呢？為什么會產(chǎn)生不同的實驗現(xiàn)象呢？【課后聯(lián)想質(zhì)疑】——以Fe3+的配位平衡為例感謝聆聽不當之處敬請批評指正基于化學(xué)核心素養(yǎng)真實情境下的問題探究【真實情境再應(yīng)用】探究之旅問題情境思維建模學(xué)以致用情境再應(yīng)用選擇亞鐵鹽。因為[Fe(CN)6]4

－在動力學(xué)上是惰性的，很難與其他配體發(fā)生交換反應(yīng)，故不易造成CN-的二次污染。新情境1亞鐵氰根離子[Fe(CN)6]4－在動力學(xué)上是惰性的，很難與其他配體發(fā)生交換反應(yīng)，相反，鐵氰酸根離子[Fe(CN6)]3－在動力學(xué)上是活性的，可以使配體交換反應(yīng)的迅速進行。1.如果你是污水處理廠工作人員，在處理含有大量CN－的工業(yè)廢水時，你應(yīng)該選擇亞鐵鹽還是鐵鹽，理由是什么？【舉一反三】若已知Fe3+通常容易形成八面體配合物（配位數(shù)為6），例如：[FeF6]3－、[Fe(CN)6]3-、[Fe(H2O)6]3+；而與Cl-形成配合物時卻是[FeCl4]－，為什么配位數(shù)減少了呢？半徑大小(nm)：F－0.064；Cl－0.099Cl－

的半徑＞F－，空間位阻效應(yīng)導(dǎo)致Fe3+與Cl－形成4配位離子；①配位反應(yīng)存在配位平衡，當改變條件時配位平衡可以發(fā)生

；②

會影響配位數(shù)的多少；移動空間位阻效應(yīng)探究之旅問