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  • 更新 2023-09-07
  • 科目 化学
  • 题型 解答题
  • 难度 中等
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配合物广泛存在于自然界,且在生产和生活中都发挥着重要作用。

(1)某有机物 R 能与 Fe 2+ 形成橙红色的配离子 FeR 3 2+ ,该配离子可被 HNO 3 氧化成淡蓝色的配离子 FeR 3 3+ 。

①基态 Fe 2+ 的 3d 电子轨道表示式为___________。

②完成反应的离子方程式: NO 3 - +2 FeR 3 2+ +3H + ⇌ ______ +2 FeR 3 3+ +H 2 O

(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。

用浓度分别为 2.0 mol ⋅ L -1 、 2.5 mol ⋅ L -1 、 3.0mol ⋅ L -1 的 HNO 3 溶液进行了三组实验,得到 c FeR 3 2+ 随时间t的变化曲线如图。

① c HNO 3 =3.0 mol ⋅ L -1 时,在 0~1 min 内, FeR 3 2+ 的平均消耗速率=___________。

②下列有关说法中,正确的有___________。

A.平衡后加水稀释, c FeR 3 2+ c FeR 3 3+ 增大

B. FeR 3 2+ 平衡转化率: α III >α II >α I

C.三组实验中,反应速率都随反应进程一直减小

D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间: t III >t II >t I

(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:

M+L ⇌ ML K 1

ML+L ⇌ ML 2 K 2

研究组配制了L起始浓度 c 0 ( L)=0.02 mol ⋅ L -1 、 M 与L起始浓度比 c 0 (M)/c 0 (L) 不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种 L、ML、 ML 2 中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。

c 0 (M)/c 0 (L)

S(L)

S(ML)

S ML 2

0

1.00

0

0

a

x

<0.01

0.64

b

<0.01

0.40

0.60

【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“ <0.01 ”表示未检测到。

① c 0 (M)/c 0 (L)=a 时, x= ___________。

② c 0 (M)/c 0 (L)=b 时,平衡浓度比 c 平 ML 2 :c 平 (ML)= ___________。

(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当 c 0 (L)=1.0 × 10 -5 mol ⋅ L -1 时,测得平衡时各物种 c 平 /c 0 (L) 随 c 0 (M)/c 0 (L) 的变化曲线如图。 c 0 (M)/c 0 (L)=0.51 时,计算M的平衡转化率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。

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配合物广泛存在于自然界,且在生产和生活中都发挥着重要作用。(