第2章 微项目 补铁剂中铁元素的检验——应用配合物进行物质检验 课件 （共22页）2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 第2章 微项目 补铁剂中铁元素的检验——应用配合物进行物质检验 课件 （共22页）2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-18 20:30:35 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
补铁剂中铁元素的检验——应用配合物进行物质检验
1.了解金属离子可以形成丰富多彩的配合物，许多配合物都具有颜色；知道可以利用形成的配合物的特征颜色对金属离子进行定性检验。
2.了解配合物的稳定性各不相同，配合物之间可以发生转化；知道如何在实验过程中根据配合物的稳定性及转化关系选择实验条件。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
补铁药物种类繁多，其中铁元素主要以亚铁离子形式存在。由于Fe2+具有还原性，药品在保存过程中可能生成Fe3+。
如何判断补铁剂种类以及是否变质？
在补铁剂中也有铁离子的配合物，如蛋白琥珀酸铁。
请设计实验方案，检验其中铁元素是否为二价，并检验该药片在保存过程中铁元素是否被部分氧化为三价。
项目活动 1
补铁药片中铁元素价态的检验
实验方案设计与实施
实验方案设计与实施
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
Fe3+的检验：
实验探究1：检验Fe3+
蒸
馏
水
KSCN
溶液
药片
盐酸
KSCN
溶液
药片
实验方案 实验现象 实验结论
溶液不变红
溶液变红色
用SCN－检验Fe3+须在酸性条件下进行
Fe3+极易水解，故未充分酸化的水溶液会由于有[Fe(OH)]2+存在而显黄色。随着pH升高，Fe3+水解程度增大，可生成Fe(OH)3胶体或沉淀。
酸性条件下，用SCN检验Fe3+
Fe3+沉淀时的pH 2.7~3.7，
2.7开始沉淀，3.7沉淀完全。
用KSCN溶液检验Fe3+时，SCN－会与OH－竞争结合Fe3+。由于OH－更易与Fe3+结合，在pH>3时，SCN－无法竞争到Fe3+；在pH<3时，OH－浓度
很小，这时SCN－可以竞争到Fe3+，从而能观察到溶液变红色。
资源拓展
实验方案 实验现象 实验结论
酸性KMnO4
溶液褪色
实验探究2：检验Fe2+
盐酸
酸性
KMnO4
溶液
药片
不能说明Fe2+一定存在，因为Cl－或其他还原性物质也可使KMnO4褪色。
思考与交流
是否可以用氯水与KSCN溶液检验Fe2+？
氯水过量会导致Fe3+和SCN－混合后形成的红色溶液褪去。
能否利用配合物直接检验Fe2+呢？
许多金属配合物都有鲜艳的颜色，所以常常作为检验金属离子的试剂。配合物的颜色越深，越利于检验出金属离子；稳定性越强，受环境干扰越小。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
项目活动 2
寻找更优的检验试剂
供选用试剂：
OH
—
N
N
苯酚( )
硫氰化钾(KSCN)
邻二氮菲(phen， )
乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA－2Na ， )
哪些有可能与Fe2+、Fe3+形成配合物呢？
实验探究3：检验试剂是否与Fe2+形成配位键
实验方案 实验现象 实验结论
(1)分别取新配制的FeSO4溶液少量于四支试管中,并滴加少量苯 (2)用胶头滴管分别吸取 ①苯酚溶液 ②KSCN溶液 ③邻二氮菲溶液 ④EDTA-2Na溶液插入试管中苯层以下滴加几滴
①无明显现象
②无明显现象
③溶液呈橙红色
④溶液呈绿色
不能与Fe2+形成有颜色的配合物
不能与Fe2+形成有颜色的配合物
能与Fe2+形成有颜色的配合物
能与Fe2+形成有颜色的配合物
邻二氮菲溶液
N
N
Fe2+
[Fe(phen)3]2+
提供孤电子对
EDTA螯合物结构示意图
实验探究4：检验试剂是否与Fe3+形成配位键
实验方案 实验现象 实验结论
(1)分别取新配制的FeSO4溶液少量于四支试管中,并滴加少量苯 (2)用胶头滴管分别吸取 ①苯酚溶液 ②KSCN溶液 ③邻二氮菲溶液 ④EDTA-2Na溶液插入试管中苯层以下滴加几滴
①溶液呈紫色
②溶液呈红色
③无明显现象
④溶液呈黄色
能与Fe3+形成有颜色的配合物
能与Fe3+形成有颜色的配合物
不能与Fe3+形成有颜色的配合物
能与Fe3+形成有颜色的配合物
思考与交流
进行Fe2+的实验时，为什么需要新配制的FeSO4溶液，而且要加少量苯？
Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，从而对实验造成干扰，新配制的溶液能降低被氧化的可能，少量苯起到液封的作用。
实验探究5：测定邻二氮菲用于检测Fe2+时的适宜pH范围
实验方案 实验现象 实验结论
①无明显现象
②溶液呈浅橙红色
能检测出Fe3+
能检测出Fe3+
③溶液呈橙红色
无法检测出Fe3+
取FeSO4溶液少量于三支试管中用稀硫酸调节pH分别为1、2、3标记为①②③，分别向其中滴加几滴邻二氮菲溶液
取新配制的FeSO4溶液少量于三支试管中,并加少量苯，用胶头滴管分别吸取NaOH溶液插入试管中苯层以下调节pH分别为8、9、10标记为①②③，用胶头滴管插入试管中苯层以下滴加几滴邻二氮菲溶液
③无明显现象
无法检测出Fe3+
①溶液呈橙红色
②溶液呈浅橙红色
能检测出Fe3+
能检测出Fe3+
邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9。
实验探究5：测定邻二氮菲用于检测Fe2+时的适宜pH范围
实验方案 实验现象 实验结论
思考与交流
为什么酸碱性也会对邻二氮菲检测Fe2+产生影响？
当H+浓度较高时，邻二氮菲中的N会优先与H+形成配位键，导致与金属离子的配位能力减弱；若OH-浓度高，OH-又会与Fe2+作用，同邻二氮菲形成竞争。
[注意]铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])和亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])可以分别与Fe2+、Fe3+生成蓝色沉淀，也常作为两种试剂的检验试剂。
1.配体结合中心离子的能力有强弱之分，结合能力越强，越易形成配合物，形成的配合物越稳定。
2.配体结合中心离子的能力受外界条件影响，如溶液的酸碱性、浓度等。
归纳
拓 展 视 野
比色法
由于溶液颜色的深浅与有色物质的
浓度有关，可以通过比较颜色深浅确定
有色物质的浓度，这种方法称为比色法。
其中最简单的是目视比色法，并且
广泛应用于环境监测、疾病控制以及食
品或药品的质量控制等。
【练一练】
1.(多选)如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA)，易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与Ca2＋形成的螯合物。下列叙述正确的是( )
b
A．a和b中N原子均采取sp3杂化
B．b中Ca2＋的配位数为6
C．a中配位原子是C原子
D．b中含有共价键、离子键和配位键
AB
a
2．已知某紫色配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O，其水溶液显弱酸性，加入强碱加热至沸腾有NH3放出，同时产生Co2O3沉淀；向一定量该配合物溶液中加过量AgNO3溶液，有AgCl沉淀生成，待沉淀完全后过滤，再加过量AgNO3溶液于滤液中，无明显变化，但加热至沸腾又有AgCl沉淀生成，且第二次沉淀量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为( )
A．[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O
B．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3
C．[CoCl(NH3)3(H2O)]Cl2·2NH3
D．[CoCl(NH3)5]Cl2·H2O
D
3．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
B
利用配合物检验金属离子的流程
项目成果展示
借助配合物
检验金属离子
选择合适的
检验试剂
选择适宜的
酸碱性
配合物有
明显的颜色
配合物
比较稳定
中心原子受酸
碱性的影响
配体受酸碱
性的影响
配位键越
强越稳定
配体中可配位的
原子数越多越稳定
配合物的稳定性有差异，配合物之间可以相互转化
补铁剂中铁元素的检验——应用配合物进行物质检验
1.了解金属离子可以形成丰富多彩的配合物，许多配合物都具有颜色；知道可以利用形成的配合物的特征颜色对金属离子进行定性检验。
2.了解配合物的稳定性各不相同，配合物之间可以发生转化；知道如何在实验过程中根据配合物的稳定性及转化关系选择实验条件。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
补铁药物种类繁多，其中铁元素主要以亚铁离子形式存在。由于Fe2+具有还原性，药品在保存过程中可能生成Fe3+。
如何判断补铁剂种类以及是否变质？
在补铁剂中也有铁离子的配合物，如蛋白琥珀酸铁。
请设计实验方案，检验其中铁元素是否为二价，并检验该药片在保存过程中铁元素是否被部分氧化为三价。
项目活动 1
补铁药片中铁元素价态的检验
实验方案设计与实施
实验方案设计与实施
Fe3++nSCN- = [Fe(SCN)n]3-n
Fe3+的检验：
实验探究1：检验Fe3+
蒸
馏
水
KSCN
溶液
药片
盐酸
KSCN
溶液
药片
实验方案 实验现象 实验结论
溶液不变红
溶液变红色
用SCN－检验Fe3+须在酸性条件下进行
Fe3+极易水解，故未充分酸化的水溶液会由于有[Fe(OH)]2+存在而显黄色。随着pH升高，Fe3+水解程度增大，可生成Fe(OH)3胶体或沉淀。
酸性条件下，用SCN检验Fe3+
Fe3+沉淀时的pH 2.7~3.7，
2.7开始沉淀，3.7沉淀完全。
用KSCN溶液检验Fe3+时，SCN－会与OH－竞争结合Fe3+。由于OH－更易与Fe3+结合，在pH>3时，SCN－无法竞争到Fe3+；在pH<3时，OH－浓度
很小，这时SCN－可以竞争到Fe3+，从而能观察到溶液变红色。
资源拓展
实验方案 实验现象 实验结论
酸性KMnO4
溶液褪色
实验探究2：检验Fe2+
盐酸
酸性
KMnO4
溶液
药片
不能说明Fe2+一定存在，因为Cl－或其他还原性物质也可使KMnO4褪色。
思考与交流
是否可以用氯水与KSCN溶液检验Fe2+？
氯水过量会导致Fe3+和SCN－混合后形成的红色溶液褪去。
能否利用配合物直接检验Fe2+呢？
许多金属配合物都有鲜艳的颜色，所以常常作为检验金属离子的试剂。配合物的颜色越深，越利于检验出金属离子；稳定性越强，受环境干扰越小。
联想 · 质疑
联想 · 质疑
项目活动 2
寻找更优的检验试剂
供选用试剂：
OH
—
N
N
苯酚( )
硫氰化钾(KSCN)
邻二氮菲(phen， )
乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA－2Na ， )
哪些有可能与Fe2+、Fe3+形成配合物呢？
实验探究3：检验试剂是否与Fe2+形成配位键
实验方案 实验现象 实验结论
(1)分别取新配制的FeSO4溶液少量于四支试管中,并滴加少量苯 (2)用胶头滴管分别吸取 ①苯酚溶液 ②KSCN溶液 ③邻二氮菲溶液 ④EDTA-2Na溶液插入试管中苯层以下滴加几滴
①无明显现象
②无明显现象
③溶液呈橙红色
④溶液呈绿色
不能与Fe2+形成有颜色的配合物
不能与Fe2+形成有颜色的配合物
能与Fe2+形成有颜色的配合物
能与Fe2+形成有颜色的配合物
邻二氮菲溶液
N
N
Fe2+
[Fe(phen)3]2+
提供孤电子对
EDTA螯合物结构示意图
实验探究4：检验试剂是否与Fe3+形成配位键
实验方案 实验现象 实验结论
(1)分别取新配制的FeSO4溶液少量于四支试管中,并滴加少量苯 (2)用胶头滴管分别吸取 ①苯酚溶液 ②KSCN溶液 ③邻二氮菲溶液 ④EDTA-2Na溶液插入试管中苯层以下滴加几滴
①溶液呈紫色
②溶液呈红色
③无明显现象
④溶液呈黄色
能与Fe3+形成有颜色的配合物
能与Fe3+形成有颜色的配合物
不能与Fe3+形成有颜色的配合物
能与Fe3+形成有颜色的配合物
思考与交流
进行Fe2+的实验时，为什么需要新配制的FeSO4溶液，而且要加少量苯？
Fe2+易被空气中的氧气氧化为Fe3+，从而对实验造成干扰，新配制的溶液能降低被氧化的可能，少量苯起到液封的作用。
实验探究5：测定邻二氮菲用于检测Fe2+时的适宜pH范围
实验方案 实验现象 实验结论
①无明显现象
②溶液呈浅橙红色
能检测出Fe3+
能检测出Fe3+
③溶液呈橙红色
无法检测出Fe3+
取FeSO4溶液少量于三支试管中用稀硫酸调节pH分别为1、2、3标记为①②③，分别向其中滴加几滴邻二氮菲溶液
取新配制的FeSO4溶液少量于三支试管中,并加少量苯，用胶头滴管分别吸取NaOH溶液插入试管中苯层以下调节pH分别为8、9、10标记为①②③，用胶头滴管插入试管中苯层以下滴加几滴邻二氮菲溶液
③无明显现象
无法检测出Fe3+
①溶液呈橙红色
②溶液呈浅橙红色
能检测出Fe3+
能检测出Fe3+
邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9。
实验探究5：测定邻二氮菲用于检测Fe2+时的适宜pH范围
实验方案 实验现象 实验结论
思考与交流
为什么酸碱性也会对邻二氮菲检测Fe2+产生影响？
当H+浓度较高时，邻二氮菲中的N会优先与H+形成配位键，导致与金属离子的配位能力减弱；若OH-浓度高，OH-又会与Fe2+作用，同邻二氮菲形成竞争。
[注意]铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])和亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6])可以分别与Fe2+、Fe3+生成蓝色沉淀，也常作为两种试剂的检验试剂。
1.配体结合中心离子的能力有强弱之分，结合能力越强，越易形成配合物，形成的配合物越稳定。
2.配体结合中心离子的能力受外界条件影响，如溶液的酸碱性、浓度等。
归纳
拓 展 视 野
比色法
由于溶液颜色的深浅与有色物质的
浓度有关，可以通过比较颜色深浅确定
有色物质的浓度，这种方法称为比色法。
其中最简单的是目视比色法，并且
广泛应用于环境监测、疾病控制以及食
品或药品的质量控制等。
【练一练】
1.(多选)如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA)，易与金属离子形成螯合物，b为EDTA与Ca2＋形成的螯合物。下列叙述正确的是( )
b
A．a和b中N原子均采取sp3杂化
B．b中Ca2＋的配位数为6
C．a中配位原子是C原子
D．b中含有共价键、离子键和配位键
AB
a
2．已知某紫色配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O，其水溶液显弱酸性，加入强碱加热至沸腾有NH3放出，同时产生Co2O3沉淀；向一定量该配合物溶液中加过量AgNO3溶液，有AgCl沉淀生成，待沉淀完全后过滤，再加过量AgNO3溶液于滤液中，无明显变化，但加热至沸腾又有AgCl沉淀生成，且第二次沉淀量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为( )
A．[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O
B．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3
C．[CoCl(NH3)3(H2O)]Cl2·2NH3
D．[CoCl(NH3)5]Cl2·H2O
D
3．选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋；
乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂选项 甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 溴水
D 溴水 酸性KMnO4溶液
B
利用配合物检验金属离子的流程
项目成果展示
借助配合物
检验金属离子
选择合适的
检验试剂
选择适宜的
酸碱性
配合物有
明显的颜色
配合物
比较稳定
中心原子受酸
碱性的影响
配体受酸碱
性的影响
配位键越
强越稳定
配体中可配位的
原子数越多越稳定
配合物的稳定性有差异，配合物之间可以相互转化