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高中 | 配合物理论题目答案及解析如下,仅供参考!
选修三
第二章 分子结构与性质
第二节 分子的立体结构
配合物理论
柿饼是生活中常见的一种美食。柿饼出柿霜,柿霜的主要成分为葡萄糖和果糖,利用滴定法测定柿霜中还原糖$\rm ($葡萄糖和果糖$\rm )$的含量的实验步骤如下。
已知部分信息如下:①碱性条件下,果糖可以转化为葡萄糖;②次甲基蓝为蓝色,在碱性环境下能被还原糖还原为无色物质;③酒石酸的结构简式为,酒石酸根可与$\text{Cu}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$反应形成
,该配合物为斐林试剂的主要成分。
获取柿霜浸取液:干燥的称量纸在电子天平上称量,记录数据为${{{m}}_{\text{1}}}\ \text{g}$。刮取柿饼表面柿霜于称量纸上称量,记录数据为${{{m}}_{\text{2}}}\ \text{g}$。将柿霜配制成$250\ \text{mL}$溶液,在配制溶液过程中不需要下列实验仪器中的 $\rm ($填字母$\rm )$。
$\\rm CE$
"]]依题意,配制$250\ \text{mL}$溶液必须选择$250\ \text{mL}$容量瓶,实验过程中不需要使用试管,玻璃棒起溶解搅拌和转移引流的作用,烧杯用于溶解,胶头滴管用于定容;
配制斐林试剂:将含有$0.1\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$酒酸钾钠$\rm ($$\rm )$的$\text{NaOH}$溶液$\rm ($甲溶液$\rm )$和$0.05\;\rm \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{CuS}{{\text{O}}_{4}}$溶液$\rm ($乙溶液$\rm )$均匀混合制得深蓝色溶液。
①该过程中涉及的离子方程式有$\text{C}{{\text{u}}^{2+}}+2\text{O}{{\text{H}}^{-}}=\text{Cu}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}\downarrow $、 。
②斐林试剂中氧原子提供 $\rm ($填“孤电子对”或“空轨道”$\rm )$形成配位键;酒石酸钾钠可简写为$\text{KNaA}$,$0.1\ \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{KNaA}$溶液中离子浓度$\rm ($除${{\text{H}}^{+}}$外$\rm )$大小排序为 。
$\\text{Cu}{{\\left( \\text{OH} \\right)}_{\\text{2}}}+{}_{{}}^{-}\\text{OOCCHOHCHOHCO}{{\\text{O}}^{-}}\\to $$\\text{+2}{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}$ ;孤电子对; $c\\left( {{\\text{K}}^{+}} \\right)=c\\left( \\text{N}{{\\text{a}}^{+}} \\right)\\gt c\\left( {{\\text{A}}^{2-}} \\right)\\gt c\\left( \\text{O}{{\\text{H}}^{-}} \\right)\\gt c\\left( \\text{H}{{\\text{A}}^{-}} \\right)$
①该过程中还涉及酒石酸根离子与$\text{Cu}{{\left( \text{OH} \right)}_{2}}$的反应,会形成配合物,离子方程式为$\text{Cu}{{\left( \text{OH} \right)}_{\text{2}}}+{}_{{}}^{-}\text{OOCCHOHCHOHCO}{{\text{O}}^{-}}\to $$\rm +2H_{2}O$;
②配离子中铜离子提供空轨道接受氧原子提供的孤电子对形成配位键;
钾离子和钠离子不水解,浓度最大且相等,根据$\rm A^{2-}$的水解反应${{\text{A}}^{2-}}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rightleftharpoons \text{H}{{\text{A}}^{-}}+\text{O}{{\text{H}}^{-}}$,$\text{H}{{\text{A}}^{-}}+{{\text{H}}_{2}}\text{O}\rightleftharpoons {{\text{H}}_{2}}\text{A}+\text{O}{{\text{H}}^{-}}$,第一级水解远大于第二级水解但发生水解的离子只占少部分,故$c(\text A^{2-})\gt c(\rm HA^{-})$,水解使溶液显碱性,氢氧根不仅来源于水解还有水的电离,故$c(\text A^{2-})\gt c{(\rm OH^{- })}\gt c(\rm HA^{- })$,故离子浓度大小排序:$c\left( {{\text{K}}^{+}} \right)=c\left( \text{N}{{\text{a}}^{+}} \right)\gt c\left( {{\text{A}}^{2-}} \right)\gt c\left( \text{O}{{\text{H}}^{-}} \right)\gt c\left( \text{H}{{\text{A}}^{-}} \right)$;
标定斐林试剂:取$5\ \text{mL}$乙溶液、$5\ \text{mL}$甲溶液于锥形瓶中,加入$10\ \text{mL}$水和$5.00\ \text{mL}\ {{c}_{1}}\ \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$的葡萄糖标准溶液,加热,加入$\rm 2$滴次甲基蓝溶液,用葡萄糖标准溶液滴定,滴定过程中消耗葡萄糖标准溶液的体积为${{V}_{0}}\ \text{mL}$,滴定终点的现象为 $\rm ($不考虑$\text{C}{{\text{u}}_{2}}\text{O}$沉淀对滴定终点的干扰$\rm )$。
滴入最后半滴溶液,溶液刚好由蓝色变无色且半分钟不变色
"]]滴定前呈次甲基蓝本身的蓝色,到达终点,还原性糖还原次甲基蓝的无色物质,故终点无色;
滴定:取$5\ \text{mL}$乙溶液、$5\ \text{mL}$甲溶液于锥形瓶中,加入$10\ \text{mL}$水和$\left( 4.00+{{V}_{0}} \right)\ \text{mL}\ {{c}_{1}}\,\text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$葡萄糖标准溶液,加热,加入$\rm 2$滴次甲基蓝溶液,用柿霜溶液滴定至终点,消耗柿霜浸取液${{V}_{1}}\ \text{mL}$,测得柿霜中还原糖的质量分数为 $\rm \%($用含${{{m}}_{\text{1}}}$、${{{m}}_{\text{2}}}$、${{c}_{1}}$、${{V}_{1}}$的代数式表示$\rm )$。若盛装柿霜溶液的滴定管没有用待装液润洗,则测得结果会 $\rm ($填“偏高”“偏低”或“无影响”$\rm )$。
$\\dfrac{\\text{4500}{{{c}}_{\\text{1}}}}{\\left( {{{m}}_{\\text{2}}}-{{\\text{m}}_{\\text{1}}} \\right){{{V}}_{\\text{1}}}}$ ;偏低
"]]依题意,标定和滴定使用“斐林试剂”量相等,标定中葡萄糖的物质的量等于滴定时葡萄糖和浸取液中还原糖的物质的量之和。先计算还原糖的质量,再计算柿霜中还原糖的质量分数,还原糖的相对分子质量为$\rm 180$,${{c}_{1}}\times \left( 5.00+{{V}_{0}} \right)\times {{10}^{-3}}={{c}_{1}}\times \left( 4.00+{{V}_{0}} \right)\times {{10}^{-3}}+{{c}_{还原糖}}{{V}_{1}}\times {{10}^{-3}}$,${{c}_{还原糖}}{{V}_{1}}={{c}_{1}}\times 1.00\times {{10}^{-3}}\ \text{mol}$,还原糖的质量$m={{c}_{1}}\times 1.00\times {{10}^{-3}}\times \dfrac{250}{{{V}_{1}}}\times 180\text{g}=\dfrac{45{{c}_{1}}}{{{V}_{1}}}\text{g}$,柿霜中还原糖的质量分数:$\omega =\dfrac{45{{c}_{1}}}{\left( {{m}_{2}}-{{m}_{1}} \right){{V}_{1}}}\times 100\%=\dfrac{4500{{c}_{1}}}{\left( {{m}_{2}}-{{m}_{1}} \right){{V}_{1}}}\%$;
若没有润洗滴定管,溶液被稀释,测得${{V}_{1}}$偏大,$\omega $偏低。
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