2025届新高考化学热点冲刺复习 Fe3 的络合反应

2025届新高考化学热点冲刺复习

——以Fe3+的络合反应为例基于化学核心素养下真实情境的问题探究/学习目标/1.掌握Fe3+的检验方法，明确平衡移动原理，掌握竞争关系的应用，了解螯合物等相关概念;2.建立辩证思维观念，增强对陌生情境的信息提取能力，提升科学态度与社会责任意识；【问题情境】Co2+能与SCN－在有机溶剂中生成蓝色的配合物离子[Co(SCN)4]2－，这是检验Co2+的一种常用方法。但是，当溶液中同时存在Fe3+时，其血红色将干扰Co2+的检验，我们该怎样处理呢？探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模任务一：要想排除Fe3+的干扰，设想可能的解决思路；设想思路讨论分析

思路一：除去Fe3+思路二：干扰Fe3+与SCN－的反应(或使生成物解离)；沉淀法还原法②Co(OH)2也是一种沉淀;③还原时，易引入杂质离子，容易引发副反应；辩证思维能力①已知金属活泼性：Fe＞CoCo2+———SCN－

Fe3+————问题1：浓度会影响配合物的颜色吗？实验方案实验现象实验结论

取1号、2号试管，各取2mL(约2滴管)Fe2(SO4)3溶液于试管中，分别滴加3滴0.1mol·L-1、1mol·L-1KSCN溶液，观察现象。溶液变为红色浓度大的颜色更深；浓度会影响配合物的颜色，一般情况下，浓度越

大

，配合物的颜色越深；是否为红色沉淀呢？配位化合物（配合物）任务二：探析Fe3+与SCN-的络合反应实验试剂：0.01mol·L-1Fe2(SO4)3、0.1mol·L-1KSCN溶液、1mol·L-1KSCN溶液；探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模配位化合物（配合物）中心离子：提供；配体：提供；模型A模型B“AB”模型

＋（外界）内界空轨道孤电子对探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模问题2：请根据资料卡片1、2，分析配体是哪种微粒，

配位原子是哪个原子？资料卡片1两可配体又称异性双位配位体。即含有两种不同原子作为配位原子可分别与中心原子成键的配体。硫氰酸根S原子、N原子上均有孤电子对。SCN－、CN－是常见的两可配体；资料卡片2当与第一过渡系（第4周期过渡元素）元素离子配位时，通常以

NCS－（异硫氰酸根）配位；当与第二过渡系、第三过渡系离子（第5、6周期，除镧系、锕系）配位时，通常以

SCN－（硫氰酸根）配位；NCSFe3++nSCN－

⇌[Fe()n](3-n)+(n=1~6，随SCN－浓度而异)配位键SCN配体是异硫氰酸根离子（NCS

－

），配位原子为N原子；信息提取能力探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模【举一反三】CN－是常见的两可配体，其C原子、N原子上均有孤电子对，为什么做配体时，一般是C原子作配位原子呢？电负性：N：3.07，C：2.50；∴除特殊搭配外，一般情况下，电负性（即

能力越强）的原子越容易成为配位原子；越小给电子证据推理与模型认知探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模Co2+———SCN－————Fe3+探究之旅问题情境思维建模学以致用情境再应用[Fe(NCS)n](3-n)+红色CuSO4溶液问题情境：类比学习思路：干扰Fe3+与SCN－的反应；（或使生成物解离）资料卡片3配位平衡同其他化学平衡一样，是一种相对平衡状态，当改变某些条件时，配位平衡可以发生移动；以n=1为例：[Fe(NCS)]2++？[Fe(？)]NCS

－⇌+红色→平衡移动→无色探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模任务三：明确配位平衡观念，并利用平衡思想关系，寻求解决思路问题4：如何验证是否可能发生平衡移动呢？(已知[FeF6]3-为无色)实验试剂：0.01mol·L-1Fe2(SO4)3、0.1mol·L-1KSCN溶液、1mol·L-1KSCN溶液、

0.1mol·L-1NaF溶液;实验方案反应方程式

③号试管：2mL(约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号试管滴加3滴蒸馏水，为空白实验④号试管：2mL(约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；红色无色[Fe(NCS)]2++6F

－

⇌[FeF6]3

－

+NCS

－配位反应存在配位平衡，当改变条件时，配位平衡可以发生

;移动问题5：有没有竞争性更强的配体呢？是否也可以引发平衡移动呢？请根据资料卡片4、5，猜想EDTA-2Na（乙二胺四乙酸二钠盐）能否产生与F-类似的竞争效果呢？引发平衡移动呢？请设计实验验证你的猜想。资料卡片4有些配体在形成配合物时，只有一个配位原子，这样的配体称为单齿配体，例如：OH-、苯酚、SCN-；有些物质形成配合物时有两个或两个以上的配位原子，这类配体被称为多齿配体，例如：邻二氮菲、EDTA。EDTA中含有2个N原子，4个O原子，其都可以与金属离子结合，故EDTA最多可以有6个原子进行配位；资料卡片5多齿配体形成的配合物也称为螯合物，螯合物具有更高的稳定性；探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模实验试剂：0.01mol·L-1Fe2(SO4)3、0.1mol·L-1KSCN溶液、1mol·L-1KSCN溶液、0.1mol·L-1EDTA-2Na溶液实验操作实验现象实验结论

另取2支试管，标为⑤号、⑥号；⑤号中取2mL(约2滴管)

Fe2(SO4)3溶液，滴入3滴0.1mol·L-1KSCN溶液，充分振荡后，滴入3滴0.1mol/LEDTA-2Na溶液；⑥号：滴入1mol·L-1KSCN溶液，其余同上；；空白实验组没有明显变化，⑤号、⑥号试管红色迅速褪去；EDTA-2Na与NCS－离子之间存在竞争关系；可以引发平衡移动；配位平衡移动探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模【举一反三】根据实验现象我们已知：NaF、EDTA-2Na均可以使配位平衡发生移动；若已知：[FeF6]3－为无色，EDTA与Fe3+形成的配合物离子也是无色的，如何验证NaF与EDTA谁的配位竞争能力更强呢？多齿配体（形成螯合物）一般情况下可以使配位反应进行的更彻底；即：稳定性低的配合物容易转化为稳定性高的配合物；探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模[Fe(NCS)]2++6F-⇌[FeF6]3-

+NCS-红色无色配位平衡移动：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为形成常数，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红蛋白(hemoglbin)，已知该配合物中配体H2O可以与O2发生交换，从而起到输氧的作用。CO也可以与Fe2+形成配位键。试分析，为什么吸入CO时会干扰血红蛋白的输氧能力？运输氧气配体O2与H2O发生交换，使O2与Fe2+配位；配体CO对Fe2+的配位能力＞O2；缺氧，无法运输氧气导致O2无法与Fe2+配位；探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模【真实情境再应用】[链接高考](2020·山东高考节选)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有________mol6探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模【思维建模】探究之旅问题情境学以致用情境再应用思维建模“青年是标志时代最灵敏的晴雨表，时代的责任赋予青年，时代的光荣属于青年。”——习近平有同学在检验补铁药片是否变质时采用了两种方案：甲同学：取补铁药片粉末，溶于适量蒸馏水中，取上层清液。滴加KSCN溶液，溶液未变红；故甲同学认为补铁药片没有变质；乙同学：取补铁药片粉末，溶于适量稀H2SO4中，取上层清液。滴加KSCN溶液，溶液变红；故乙同学认为补铁药片已经变质；你认为哪位同学的说法有道理呢？为什么会产生不同的实验现象呢？【课后联想质疑】——以Fe3+的配位平衡为例感谢聆听不当之处敬请批评指正基于化学核心素养真实情境下的问题探究【真实情境再应用】探究之旅问题情境思维建模学以致用情境再应用选择亚铁盐。因为[Fe(CN)6]4

－在动力学上是惰性的，很难与其他配体发生交换反应，故不易造成CN-的二次污染。新情境1亚铁氰根离子[Fe(CN)6]4－在动力学上是惰性的，很难与其他配体发生交换反应，相反，铁氰酸根离子[Fe(CN6)]3－在动力学上是活性的，可以使配体交换反应的迅速进行。1.如果你是污水处理厂工作人员，在处理含有大量CN－的工业废水时，你应该选择亚铁盐还是铁盐，理由是什么？【举一反三】若已知Fe3+通常容易形成八面体配合物（配位数为6），例如：[FeF6]3－、[Fe(CN)6]3-、[Fe(H2O)6]3+；而与Cl-形成配合物时却是[FeCl4]－，为什么配位数减少了呢？半径大小(nm)：F－0.064；Cl－0.099Cl－

的半径＞F－，空间位阻效应导致Fe3+与Cl－形成4配位离子；①配位反应存在配位平衡，当改变条件时配位平衡可以发生

；②

会影响配位数的多少；移动空间位阻效应探究之旅问