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 Fe2+形成橙红色的配离子 [FeR3]2+,该配离子可被 HNO3氧化成淡蓝色的配离子 [FeR3]3+。
①基态 Fe2+的 3d电子轨道表示式为___________。
②完成反应的离子方程式: NO-3+2[FeR3]2++3H+⇌______ +2[FeR3]3++H2O
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为 2.0mol⋅L-1、2.5mol⋅L-1、3.0mol⋅L-1的 HNO3溶液进行了三组实验,得到 c([FeR3]2+)随时间t的变化曲线如图。
① c(HNO3)=3.0 mol⋅L-1时,在 0~1 min内, [FeR3]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([FeR3]2+)c([FeR3]3+)增大
B. [FeR3]2+平衡转化率: αIII>αII>αI
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: tIII>tII>tI
(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 K1
ML+L⇌ML2 K2
研究组配制了L起始浓度 c0( L)=0.02 mol⋅L-1、M与L起始浓度比 c0(M)/c0(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、ML2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。
c0(M)/c0(L) |
S(L) |
S(ML) |
S(ML2) |
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 c0(M)/c0(L)=a时, x= ___________。
② c0(M)/c0(L)=b时,平衡浓度比 c平(ML2):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 c0(L)=1.0×10-5mol⋅L-1时,测得平衡时各物种 c平/c0(L)随 c0(M)/c0(L)的变化曲线如图。 c0(M)/c0(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)。