微项目 补铁剂中铁元素的检验
——应用配合物进行物质检验
课程 标准 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
项目活动（一） 补铁药片中铁元素价态的检验
1.Fe2＋的性质
（1）Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓（白色）；
（2）Fe2＋＋2SCN－Fe（SCN）2（无色）；
（3）Fe2＋＋K＋＋[Fe（CN）6]3－KFe[Fe（CN）6]↓（蓝色）；
（4）Fe2＋易被强氧化剂氧化。
2.Fe3＋的性质
（1）Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓（红褐色）；
（2）Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（红色）；
（3）4Fe3＋＋3[Fe（CN）6]4－Fe4[Fe（CN）6]3↓（蓝色）；
（4）Fe3＋遇苯酚（）溶液显紫色。
【实验用品】
琥珀酸亚铁片、KSCN溶液、稀盐酸、新制氯水、研钵、试管、烧杯、胶头滴管。
【实验方案】
（1）溶解固体样品
取几粒琥珀酸亚铁片，将其在研钵中研成粉末状，然后将粉末溶于稀盐酸中。
（2）Fe2＋、Fe3＋的检验
①步骤：在一支试管中加入2～3 mL琥珀酸亚铁溶液，滴加少量KSCN溶液，观察颜色，然后再加入新制氯水，振荡，静置，观察颜色变化。
②现象：滴加KSCN溶液，溶液颜色没有变化（但是实际操作中可能会显浅红色），再滴加新制氯水后，溶液变为红色。
③结论：琥珀酸亚铁中含有Fe2＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3。
【交流讨论】
1.在做Fe2＋的检验的实验中，加入KSCN溶液后，有些同学在未加新制氯水的情况下，观察到溶液也显红色，其可能的原因是什么？
2.用同一批药片，做Fe3＋的检验的实验时，老师将所有同学分成两组，一组用蒸馏水溶解琥珀酸亚铁片形成悬浊液，一组用盐酸溶解琥珀酸亚铁片形成悬浊液，结果用蒸馏水的一组未见红色，而用盐酸的一组看到了红色，这是什么原因？
3.有小组向酸性高锰酸钾溶液中加入补铁剂后发现溶液褪色，能否说明补铁剂中含Fe2＋？
1.不同价态的铁的检验
（1）Fe2＋的检验方法
①方法：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液。
②发生的反应：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、
Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（红色）。
（2）Fe3＋的检验
①方法：加入KSCN溶液，溶液变为红色。
②反应：Fe3＋＋3SCN－Fe（SCN）3（红色）。
（3）注意事项
①用SCN－检验时，在pH＞3时，SCN－无法竞争到Fe3＋，故不会变色；当pH＜3时，OH－浓度很小，这时SCN－会与Fe3＋结合而使溶液变红色，故检验Fe3＋须在酸性条件下进行。
②Fe2＋和Fe3＋最好都用形成配合物的方式进行检验，否则很容易产生误差。
2.探究陌生现象产生的原因的基本思路
在遇到陌生现象寻找其发生的原因时，可以按下列思路进行：列出体系中存在的微粒→逐一判断每一种微粒是否有可能是影响因素→筛选出潜在的影响因素→作出解释、提出猜想→进一步设计出控制变量的实验，检验猜想的合理性，确认影响因素。
1.证明某溶液只含有Fe2＋，而不含有Fe3＋的实验方法是（ ）
A.先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B.先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C.滴加酸性KMnO4溶液
D.只需滴加KSCN溶液
2.配合物Na3[Fe（CN）6]可用于离子检验，下列说法不正确的是（ ）
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B.配离子为[Fe（CN）6]3－，中心离子为Fe3＋，配位数为6
C.1 mol配合物中σ键数目为12NA
D.该配合物为离子化合物，易电离，1 mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA
3.硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上可作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如图：
请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法：取样，先滴加KSCN溶液，再滴加 ，该过程的现象为 。
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是 。
（3）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、 、灼烧、 、称量。
（4）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为 g。
项目活动（二） 寻找更优的检验试剂
实验1.Fe2＋、Fe3＋能否形成配合物的实验探究
【实验用品】
硫酸亚铁溶液、氯化铁溶液、苯酚、KSCN、邻二氮菲、乙二胺四乙酸二钠盐、试管、胶头滴管。
【实验步骤】
（1）在四支试管中分别加入硫酸亚铁溶液，分别向四支试管中滴加苯酚、硫氰化钾、邻二氮菲、EDTA二钠盐四种试剂，观察溶液的颜色变化。
现象：每种溶液中均有颜色变化，但是滴加邻二氮菲的试管中颜色变化最明显，硫酸亚铁溶液由浅绿色变成橙红色。
结论：Fe2＋与四种物质均可以形成配合物，邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂。
（2）在四支试管中分别加入氯化铁溶液，分别向四支试管中滴加苯酚、硫氰化钾、邻二氮菲、EDTA二钠盐四种试剂，观察溶液的颜色变化。
现象：每种溶液中均有颜色变化，滴加苯酚的溶液变为紫色，滴加硫氰化钾的溶液变为红色，滴加邻二氮菲的溶液变为淡红色，滴加EDTA二钠盐的溶液显黄色，但是颜色变化不明显。
结论：Fe3＋与四种物质均可以形成配合物，滴加苯酚和硫氰化钾的试管中颜色变化最明显，苯酚和硫氰化钾是Fe3＋检验的特效试剂。
实验2.Fe2＋、Fe3＋检验中配体作为检验试剂的条件选择
【实验用品】
硫酸亚铁溶液、邻二氮菲、NaOH溶液、稀硫酸、试管、胶头滴管。
【实验步骤】
（1）在一支试管中加入硫酸亚铁溶液，向试管中滴加邻二氮菲，观察颜色变化；然后将溶液分成两份，一份滴加NaOH溶液，观察现象，一份滴加稀硫酸，观察溶液的颜色变化。
现象：滴加邻二氮菲后溶液由浅绿色变成橙红色，加入NaOH溶液后，溶液颜色变浅直至产生白色沉淀；加入稀硫酸后溶液颜色变浅，直至消失。
结论：邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂，其显色与溶液的pH有关，适宜pH范围为2～9。
（2）在一支试管中加入氯化铁溶液，向试管中滴加硫氰化钾溶液，观察颜色变化；将溶液分成两份，一份滴加NaOH溶液，另一份滴加稀盐酸，观察溶液颜色的变化。
现象：滴加硫氰化钾后溶液变成红色，滴加NaOH溶液后溶液颜色变浅，最终生成红褐色沉淀；滴加稀盐酸后，溶液颜色没有明显变化。
结论：硫氰化钾检验Fe3＋时受溶液pH的影响，检验时须保持pH＜3。
【交流讨论】
1.根据EDTA的结构简式
（）分析EDTA 能否当作配位剂？
2.根据以上实验说出什么试剂在什么条件下适用于检验Fe2＋、Fe3＋？
3.试分析用邻二氮菲检验Fe2＋时，溶液pH需控制在 2～9的理由。
4.检验Fe3＋、Fe2＋时也可用亚铁氰化钾K4[Fe（CN）6]、铁氰化钾K3[Fe（CN）6]，均生成蓝色沉淀。试写出有关离子反应方程式。
1.检验Fe2＋、Fe3＋的特效试剂与使用条件
（1）Fe2＋的检验：邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂，其显色与溶液的pH有关，适宜pH范围为 2～9。
（2）Fe3＋的检验：硫氰化钾是检验Fe3＋的特效试剂，但检验过程受溶液pH的影响，检验时须保持pH＜3。
（3）检验Fe2＋、Fe3＋的其他特效试剂
①Fe3＋的检验：亚铁氰化钾K4[Fe（CN6）]可以检验，现象是有蓝色沉淀产生；
②Fe2＋的检验：铁氰化钾K3[Fe（CN6）]可以检验，现象是有蓝色沉淀产生。
1.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Fe3＋配合物的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.该螯合物内存在氢键
B.1 mol该螯合物通过螯合作用形成的配位键有3 mol
C.该螯合物中N的杂化方式只有1种
D.原子半径：Cl＞N＞C
2.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（ ）
A.a和b中N原子分别采取sp2、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
3.铁及其化合物是日常生活、生产中应用广泛的材料。请回答下列问题：
（1）基态铁原子中，最高能层电子的电子云的形状为 ，原子中未成对的电子数为 。
（2）铁的常见氧化物中氧化铁比氧化亚铁稳定，试从原子结构角度解释原因： 。
（3）铁作为过渡金属，能形成多种配位化合物。赤血盐{K3[Fe（CN）6]}为红色晶体，其配离子中提供空轨道的为 （填微粒符号），配位原子是 （填元素符号）；Fe2＋与1，10-邻二氮菲（phen）在水溶液中能形成稳定的螯合物，其结构如图，该螯合物中各元素的电负性由大到小的顺序为 ，N的杂化方式为 ，Fe2＋的配位数为 。
（4）无水三氯化铁（FeCl3）为棕黑色，共价性较强，熔点为307.6 ℃，沸点约为316 ℃，易升华，400 ℃以下的气态FeCl3的相对分子质量测定值约为325，其原因是 。
4.（1）配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3（黄色）、CoCl3·5NH3（紫红色）、CoCl3·4NH3（绿色）和CoCl3·4NH3（紫色）四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3 ，CoCl3·4NH3（绿色和紫色） 。
②上述配合物中，中心离子的配位数都是 。
（2）向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成红色，该反应可用方程式FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl表示。经研究表明，Fe（SCN）3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合，请按要求填空：
①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供 ，SCN－提供 ，二者通过配位键结合。
②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比为1∶1配合所得离子显红色，含该离子的配合物的化学式是 。
微项目 补铁剂中铁元素的检验
——应用配合物进行物质检验
【基础知识·准落实】
项目活动（一）
探究活动
交流讨论
1.提示：Fe2＋可能被空气中氧气氧化为Fe3＋。
2.提示：Fe3＋极易水解，故未充分酸化的水溶液中Fe3＋水解生成Fe（OH）3胶体或沉淀，用SCN－检验时，SCN－无法竞争到Fe3＋，故不会变色；当 pH＜3 时，OH－浓度很小，这时SCN－会与Fe3＋结合而使溶液变红色。
3.提示：不能。因为补铁剂中可能含有其他还原性物质。
自主练习
1.B 先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，能证明反应后溶液中含Fe3＋，但不能证明原溶液中是否含Fe2＋还是Fe3＋，或者是二者的混合物，A不符合题意；先滴加KSCN溶液，不显红色，证明溶液中不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，证明Fe2＋被氧化为Fe3＋，B符合题意；滴加酸性 KMnO4 溶液，能证明Fe2＋是否存在，但不能证明是否含有Fe3＋，C不符合题意；滴加KSCN溶液，只能证明Fe3＋是否存在，不能证明是否含有Fe2＋，D不符合题意。
2.A Na＋与[Fe（CN）6]3－之间存在离子键，CN－与Fe3＋之间存在配位键，CN－中碳原子与氮原子之间存在极性键，不存在非极性键，A错误；配合物Na3[Fe（CN）6]中，配离子为[Fe（CN）6]3－，中心离子为Fe3＋，配位数为6，B正确；CN－中碳原子与氮原子之间存在1个σ键，CN－与Fe3＋之间的配位键属于σ键，则1 mol配合物Na3[Fe（CN）6]中σ键数目为（6＋6）×NA＝12NA，C正确；该配合物为离子化合物，易电离，其电离方程式为Na3[Fe（CN）6]3Na＋＋[Fe（CN）6]3－，1 mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA，D正确。
3.（1）氯水（或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂） 溶液先无明显现象，再由浅绿色变为红色
（2）将Fe2＋全部氧化为Fe3＋
（3）洗涤 冷却
（4）0.07a
解析：（1）证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸等），若滤液先无明显现象，再由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有Fe2＋。（2）由于H2O2具有氧化性，加入过量H2O2的目的是将Fe2＋全部氧化为Fe3＋。（3）步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最终得到固体Fe2O3，所以步骤④的操作步骤是过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。（4）由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片补血剂中m（Fe）＝g÷10＝0.07a g。
项目活动（二）
探究活动
交流讨论
1.提示：能。因为EDTA中含N、O原子，N、O原子存在孤电子对。EDTA是一种常用的螯合剂。
2.提示：邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂，其显色与溶液的pH有关，适宜pH范围是2～9；硫氰化钾检验Fe3＋时受溶液pH的影响，检验时须保持pH＜3。
3.提示：邻二氮菲（）在H＋浓度较高时，N原子易与H＋形成类似于N的配位键；若OH－浓度较高时，OH－又会与Fe2＋作用。故需控制pH在2～9。
4.提示：3[Fe（CN）6]4－＋4Fe3＋Fe4[Fe（CN）6]3↓；[Fe（CN）6]3－＋Fe2＋＋K＋KFe[Fe（CN）6]↓。
自主练习
1.B 由题图可知，该螯合物内部不存在氢键，A错误；该螯合物中中心离子为Fe3＋、配体原子为N，由结构可知，1 mol该螯合物通过螯合作用形成的配位键有3 mol，B正确；该螯合物中碳氮构成的环中氮原子形成一个双键、2个单键，为sp2杂化，另一个氮原子形成4个单键，为sp3杂化，C错误；一般而言，电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，原子半径：Cl＞C＞N，D错误。
2.B a中N原子形成3个σ键，有1对孤电子对，b中N原子形成4个σ键，没有孤电子对，a、b中N原子均采取sp3杂化，A错误；b为配离子，Ca2＋为中心离子，周围有4个O和2个N与Ca2＋形成配位键，故Ca2＋的配位数为6，B正确；a不是配合物，C错误；钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，D错误。
3.（1）球形 4 （2）Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5，3d能级处于半充满的稳定状态，故氧化铁比氧化亚铁稳定 （3） Fe3＋ C N＞C＞H＞Fe sp2 6 （4）气态FeCl3主要以二聚体形式存在
解析：（1）基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，其最高能层为第N能层，其电子的电子云形状为球形，原子中未成对的电子数为4。（2）Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5，3d能级处于半充满的稳定状态，故氧化铁比氧化亚铁稳定。（3）K3[Fe（CN）6]的配离子为[Fe（CN）6]3－，提供空轨道的为中心离子Fe3＋，C的电负性比N的电负性弱，更易提供孤电子对形成配位键，故配位原子是C；该螯合物中各元素的电负性由大到小的顺序为N＞C＞H＞Fe，N原子形成3个σ键，无孤电子对，故价电子对数为3，N的杂化方式为sp2，Fe2＋与6个N原子形成配位键，故Fe2＋的配位数为6。（4）400 ℃以下的气态FeCl3的相对分子质量测定值约为325的原因是气态FeCl3主要以二聚体形式存在。
4.（1）①[Co（NH3）6]Cl3 [Co（NH3）4Cl2]Cl ②6
（2）①空轨道 孤电子对 ②[Fe（SCN）]Cl2
解析：（1）CoCl3·6NH3中有3个Cl－为外界离子，配体为6个NH3，化学式为[Co（NH3）6]Cl3；CoCl3·4NH3（绿色和紫色）中有1个Cl－为外界离子，配体为4个NH3和2个Cl－，化学式均为[Co（NH3）4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是[Co（NH3）6]Cl3、[Co（NH3）5Cl]Cl2、[Co（NH3）4Cl2]Cl、[Co（NH3）4Cl2]Cl，中心离子的配位数都是6。（2）①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过配位键结合。②Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得的离子为[Fe（SCN）]2＋，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe（SCN）]Cl2与KCl。
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微项目 补铁剂中铁元素的检验
——应用配合物进行物质检验
课程 标准 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
基础知识·准落实
梳理归纳 高效学习
项目活动（一） 补铁药片中铁元素价态的检验
1. Fe2＋的性质
（1）Fe2＋＋2OH－ Fe（OH）2↓（白色）；
（2）Fe2＋＋2SCN－ Fe（SCN）2（无色）；
（3）Fe2＋＋K＋＋[Fe（CN）6]3－ KFe[Fe（CN）6]↓（蓝
色）；
（4）Fe2＋易被强氧化剂氧化。
2. Fe3＋的性质
（1）Fe3＋＋3OH－ Fe（OH）3↓（红褐色）；
（2）Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3（红色）；
（3）4Fe3＋＋3[Fe（CN）6]4－ Fe4[Fe（CN）6]3↓（蓝色）；
（4）Fe3＋遇苯酚（ ）溶液显紫色。
【实验用品】
琥珀酸亚铁片、KSCN溶液、稀盐酸、新制氯水、研钵、试管、烧
杯、胶头滴管。
【实验方案】
（1）溶解固体样品
取几粒琥珀酸亚铁片，将其在研钵中研成粉末状，然后将粉末溶于稀盐酸中。
（2）Fe2＋、Fe3＋的检验
①步骤：在一支试管中加入2～3 mL琥珀酸亚铁溶液，滴加少量
KSCN溶液，观察颜色，然后再加入新制氯水，振荡，静置，观
察颜色变化。
②现象：滴加KSCN溶液，溶液颜色没有变化（但是实际操作中
可能会显浅红色），再滴加新制氯水后，溶液变为红色。
③结论：琥珀酸亚铁中含有Fe2＋，反应的离子方程式为2Fe2＋＋
Cl2 2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3。
【交流讨论】
1. 在做Fe2＋的检验的实验中，加入KSCN溶液后，有些同学在未加新
制氯水的情况下，观察到溶液也显红色，其可能的原因是什么？
提示：Fe2＋可能被空气中氧气氧化为Fe3＋。
2. 用同一批药片，做Fe3＋的检验的实验时，老师将所有同学分成两
组，一组用蒸馏水溶解琥珀酸亚铁片形成悬浊液，一组用盐酸溶解
琥珀酸亚铁片形成悬浊液，结果用蒸馏水的一组未见红色，而用盐
酸的一组看到了红色，这是什么原因？
提示：Fe3＋极易水解，故未充分酸化的水溶液中Fe3＋水解生成Fe
（OH）3胶体或沉淀，用SCN－检验时，SCN－无法竞争到Fe3＋，故
不会变色；当 pH＜3 时，OH－浓度很小，这时SCN－会与Fe3＋结合
而使溶液变红色。
3. 有小组向酸性高锰酸钾溶液中加入补铁剂后发现溶液褪色，能否说
明补铁剂中含Fe2＋？
提示：不能。因为补铁剂中可能含有其他还原性物质。
1. 不同价态的铁的检验
（1）Fe2＋的检验方法
①方法：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色
溶液。
②发生的反应：2Fe2＋＋Cl2 2Fe3＋＋2Cl－、
Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3（红色）。
（2）Fe3＋的检验
①方法：加入KSCN溶液，溶液变为红色。
②反应：Fe3＋＋3SCN－ Fe（SCN）3（红色）。
（3）注意事项
①用SCN－检验时，在pH＞3时，SCN－无法竞争到Fe3＋，故
不会变色；当pH＜3时，OH－浓度很小，这时SCN－会与Fe3＋
结合而使溶液变红色，故检验Fe3＋须在酸性条件下进行。
②Fe2＋和Fe3＋最好都用形成配合物的方式进行检验，否则很
容易产生误差。
2. 探究陌生现象产生的原因的基本思路
在遇到陌生现象寻找其发生的原因时，可以按下列思路进行：列出
体系中存在的微粒→逐一判断每一种微粒是否有可能是影响因素→
筛选出潜在的影响因素→作出解释、提出猜想→进一步设计出控制
变量的实验，检验猜想的合理性，确认影响因素。
1. 证明某溶液只含有Fe2＋，而不含有Fe3＋的实验方法是（ ）
A. 先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色
B. 先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色
C. 滴加酸性KMnO4溶液
D. 只需滴加KSCN溶液
解析： 先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色，能证明反应
后溶液中含Fe3＋，但不能证明原溶液中是否含Fe2＋还是Fe3＋，或者
是二者的混合物，A不符合题意；先滴加KSCN溶液，不显红色，
证明溶液中不含有Fe3＋，再滴加氯水后显红色，证明Fe2＋被氧化为
Fe3＋，B符合题意；滴加酸性 KMnO4 溶液，能证明Fe2＋是否存
在，但不能证明是否含有Fe3＋，C不符合题意；滴加KSCN溶液，
只能证明Fe3＋是否存在，不能证明是否含有Fe2＋，D不符合题意。
2. 配合物Na3[Fe（CN）6]可用于离子检验，下列说法不正确的是
（ ）
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe（CN）6]3－，中心离子为Fe3＋，配位数为6
C. 1 mol配合物中σ键数目为12NA
D. 该配合物为离子化合物，易电离，1 mol该配合物电离得到阴、阳
离子的数目共4NA
解析： Na＋与[Fe（CN）6]3－之间存在离子键，CN－与Fe3＋之
间存在配位键，CN－中碳原子与氮原子之间存在极性键，不存在
非极性键，A错误；配合物Na3[Fe（CN）6]中，配离子为[Fe
（CN）6]3－，中心离子为Fe3＋，配位数为6，B正确；CN－中碳原
子与氮原子之间存在1个σ键，CN－与Fe3＋之间的配位键属于σ键，
则1 mol配合物Na3[Fe（CN）6]中σ键数目为（6＋6）×NA＝
12NA，C正确；该配合物为离子化合物，易电离，其电离方程式为
Na3[Fe（CN）6] 3Na＋＋[Fe（CN）6]3－，1 mol该配合物电离
得到阴、阳离子的数目共4NA，D正确。
3. 硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上可作补血剂。某课外小组
测定该补血剂中铁元素的含量。实验步骤如图：
请回答下列问题：
（1）证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法：取样，先滴加KSCN溶
液，再滴加 ，
该过程的现象为
。
解析： 证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴
加KSCN溶液，再滴加氯水（或双氧水、稀硝酸等），若滤
液先无明显现象，再由浅绿色变为红色，则说明滤液中含有
Fe2＋。
氯水（或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂）
溶液先无明显现象，再由浅绿色变为红
色
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是 。
解析： 由于H2O2具有氧化性，加入过量H2O2的目的是
将Fe2＋全部氧化为Fe3＋。
（3）步骤④中一系列处理的操作步骤：过滤、 、灼
烧、 、称量。
解析： 步骤④的目的是将产生的红褐色悬浊液分离，最
终得到固体Fe2O3，所以步骤④的操作步骤是过滤、洗涤、灼
烧、冷却、称量。
将Fe2＋全部氧化为Fe3＋
洗涤
冷却
（4）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量
为 g。
解析： 由于实验中铁无损耗，根据铁元素守恒得，每片
补血剂中m（Fe）＝ g÷10＝0.07a g。
0.07a
项目活动（二） 寻找更优的检验试剂
实验1.Fe2＋、Fe3＋能否形成配合物的实验探究
【实验用品】
硫酸亚铁溶液、氯化铁溶液、苯酚、KSCN、邻二氮菲、乙二胺四乙
酸二钠盐、试管、胶头滴管。
【实验步骤】
（1）在四支试管中分别加入硫酸亚铁溶液，分别向四支试管中滴
加苯酚、硫氰化钾、邻二氮菲、EDTA二钠盐四种试剂，观察溶液的
颜色变化。
现象：每种溶液中均有颜色变化，但是滴加邻二氮菲的试管中颜色变
化最明显，硫酸亚铁溶液由浅绿色变成橙红色。
结论：Fe2＋与四种物质均可以形成配合物，邻二氮菲是Fe2＋检验的特
效试剂。
（2）在四支试管中分别加入氯化铁溶液，分别向四支试管中滴加苯
酚、硫氰化钾、邻二氮菲、EDTA二钠盐四种试剂，观察溶液的
颜色变化。
现象：每种溶液中均有颜色变化，滴加苯酚的溶液变为紫色，
滴加硫氰化钾的溶液变为红色，滴加邻二氮菲的溶液变为淡红
色，滴加EDTA二钠盐的溶液显黄色，但是颜色变化不明显。
结论：Fe3＋与四种物质均可以形成配合物，滴加苯酚和硫氰化
钾的试管中颜色变化最明显，苯酚和硫氰化钾是Fe3＋检验的特
效试剂。
实验2.Fe2＋、Fe3＋检验中配体作为检验试剂的条件选择
【实验用品】
硫酸亚铁溶液、邻二氮菲、NaOH溶液、稀硫酸、试管、胶头滴管。
【实验步骤】
（1）在一支试管中加入硫酸亚铁溶液，
向试管中滴加邻二氮菲，观察颜色变化；
然后将溶液分成两份，一份滴加NaOH溶
液，观察现象，一份滴加稀硫酸，观察
溶液的颜色变化。
现象：滴加邻二氮菲后溶液由浅绿色变成橙红色，加入NaOH溶液
后，溶液颜色变浅直至产生白色沉淀；加入稀硫酸后溶液颜色变浅，
直至消失。
结论：邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂，其显色与溶液的pH有关，适
宜pH范围为2～9。
（2）在一支试管中加入氯化铁溶液，向试管中滴加硫氰化钾溶液，
观察颜色变化；将溶液分成两份，一份滴加NaOH溶液，另一份
滴加稀盐酸，观察溶液颜色的变化。
现象：滴加硫氰化钾后溶液变成红色，滴加NaOH溶液后溶液颜
色变浅，最终生成红褐色沉淀；滴加稀盐酸后，溶液颜色没有
明显变化。
结论：硫氰化钾检验Fe3＋时受溶液pH的影响，检验时须保持pH
＜3。
【交流讨论】
1. 根据EDTA的结构简式
（ ）分析EDTA 能否当作配
位剂？
提示：能。因为EDTA中含N、O原子，N、O原子存在孤电子对。
EDTA是一种常用的螯合剂。
2. 根据以上实验说出什么试剂在什么条件下适用于检验Fe2＋、Fe3＋？
提示：邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂，其显色与溶液的pH有
关，适宜pH范围是2～9；硫氰化钾检验Fe3＋时受溶液pH的影响，
检验时须保持pH＜3。
3. 试分析用邻二氮菲检验Fe2＋时，溶液pH需控制在 2～9的理由。
提示：邻二氮菲（ ）在H＋浓度较高时，N原子易与H＋形
成类似于N 的配位键；若OH－浓度较高时，OH－又会与Fe2＋作
用。故需控制pH在2～9。
4. 检验Fe3＋、Fe2＋时也可用亚铁氰化钾K4[Fe（CN）6]、铁氰化钾
K3[Fe（CN）6]，均生成蓝色沉淀。试写出有关离子反应方程式。
提示：3[Fe（CN）6]4－＋4Fe3＋ Fe4[Fe（CN）6]3↓；[Fe
（CN）6]3－＋Fe2＋＋K＋ KFe[Fe（CN）6]↓。
1. 检验Fe2＋、Fe3＋的特效试剂与使用条件
（1）Fe2＋的检验：邻二氮菲是Fe2＋检验的特效试剂，其显色与溶
液的pH有关，适宜pH范围为 2～9。
（2）Fe3＋的检验：硫氰化钾是检验Fe3＋的特效试剂，但检验过程
受溶液pH的影响，检验时须保持pH＜3。
（3）检验Fe2＋、Fe3＋的其他特效试剂
①Fe3＋的检验：亚铁氰化钾K4[Fe（CN6）]可以检验，现象
是有蓝色沉淀产生；
②Fe2＋的检验：铁氰化钾K3[Fe（CN6）]可以检验，现象是
有蓝色沉淀产生。
1. 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Fe3＋配合物的结构如图所示，
下列说法正确的是（ ）
A. 该螯合物内存在氢键
B. 1 mol该螯合物通过螯合作用形成的配位键有3 mol
C. 该螯合物中N的杂化方式只有1种
D. 原子半径：Cl＞N＞C
解析： 由题图可知，该螯合物内部不存在氢键，A错误；该螯
合物中中心离子为Fe3＋、配体原子为N，由结构可知，1 mol该螯合
物通过螯合作用形成的配位键有3 mol，B正确；该螯合物中碳氮构
成的环中氮原子形成一个双键、2个单键，为sp2杂化，另一个氮原
子形成4个单键，为sp3杂化，C错误；一般而言，电子层数越多原
子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，原
子半径：Cl＞C＞N，D错误。
2. 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（ ）
A. a和b中N原子分别采取sp2、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
解析： a中N原子形成3个σ键，有1对孤电子对，b中N原子形成
4个σ键，没有孤电子对，a、b中N原子均采取sp3杂化，A错误；b
为配离子，Ca2＋为中心离子，周围有4个O和2个N与Ca2＋形成配位
键，故Ca2＋的配位数为6，B正确；a不是配合物，C错误；钙离子
与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子
键，D错误。
3. 铁及其化合物是日常生活、生产中应用广泛的材料。请回答下
列问题：
（1）基态铁原子中，最高能层电子的电子云的形状为 ，
原子中未成对的电子数为 。
解析： 基态铁原子的核外电子排
布式为1s22s22p63s23p63d64s2，其最高能
层为第N能层，其电子的电子云形状为
球形，原子中未成对的电子数为4。
球形
4
（2）铁的常见氧化物中氧化铁比氧化亚铁稳定，试从原子结构角
度解释原因：
。
解析： Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5，3d能级处于半充满的稳定状态，故氧化铁比氧化亚铁稳定。
Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排
布式为3d5，3d能级处于半充满的稳定状态，故氧化铁比氧化
亚铁稳定
（3）铁作为过渡金属，能形成多种配位化合物。赤血盐{K3[Fe
（CN）6]}为红色晶体，其配离子中提供空轨道的为
（填微粒符号），配位原子是 （填元素符号）；
Fe2＋与1，10-邻二氮菲（phen）在水溶液中能形成稳定的螯
合物，其结构如图，该螯合物中各元素的电负性由大到小的
顺序为 ，N的杂化方式为 ，Fe2＋的
配位数为 。
Fe3
＋
C
N＞C＞H＞Fe
sp2
6
解析： K3[Fe（CN）6]的配离子为[Fe（CN）6]3－，提供空轨道的为中心离子Fe3＋，C的电负性比N的电负性弱，更易提供孤电子对形成配位键，故配位原子是C；该螯合物中各元素的电负性由大到小的顺序为N＞C＞H＞Fe，N原子形成3个σ键，无孤电子对，故价电子对数为3，N的杂化方式为sp2，Fe2＋与6个N原子形成配位键，故Fe2＋的配位数为6。
（4）无水三氯化铁（FeCl3）为棕黑色，共价性较强，熔点为
307.6 ℃，沸点约为316 ℃，易升华，400 ℃以下的气态
FeCl3的相对分子质量测定值约为325，其原因是
。
解析： 400 ℃以下的气态FeCl3的相对分子质量测定值约为325的原因是气态FeCl3主要以二聚体形式存在。
气态FeCl3
主要以二聚体形式存在
4. （1）配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3（黄色）、
CoCl3·5NH3（紫红色）、CoCl3·4NH3（绿色）和CoCl3·4NH3（紫
色）四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立
即产生氯化银沉淀的物质的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1
mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3 ，CoCl3·4NH3（绿色和紫
色） 。
[Co（NH3）6]Cl3
[Co（NH3）4Cl2]Cl
②上述配合物中，中心离子的配位数都是 。
6
解析： CoCl3·6NH3中有3个Cl－为外界离子，配体为6个
NH3，化学式为[Co（NH3）6]Cl3；CoCl3·4NH3（绿色和紫
色）中有1个Cl－为外界离子，配体为4个NH3和2个Cl－，化学
式均为[Co（NH3）4Cl2]Cl。②这几种配合物的化学式分别是
[Co（NH3）6]Cl3、[Co（NH3）5Cl]Cl2、[Co（NH3）
4Cl2]Cl、[Co（NH3）4Cl2]Cl，中心离子的配位数都是6。
（2）向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成
红色，该反应可用方程式FeCl3＋3KSCN Fe（SCN）3＋
3KCl表示。经研究表明，Fe（SCN）3是配合物，Fe3＋与SCN
－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以以其他个数比配合，
请按要求填空：
①Fe3＋与SCN－反应时，Fe3＋提供 ，SCN－提
供 ，二者通过配位键结合。
空轨道
孤电子对
②所得Fe3＋与SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数
比为1∶1配合所得离子显红色，含该离子的配合物的化学式
是 。
解析：（2）①Fe3＋与SCN－反应生成的配合物中，Fe3＋提供
空轨道，SCN－提供孤电子对，二者通过配位键结合。②Fe3
＋与SCN－以个数比1∶1配合所得的离子为[Fe（SCN）]2＋，
故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe（SCN）]Cl2与
KCl。
[Fe（SCN）]Cl2
感谢欣赏
THE END
