Đề bài
Cho các quá trình tạo phức bát diện sau:
$\left. Fe^{3 +}{}_{({aq})} + 6H_{2}O_{(l)}\rightarrow\left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{6}} \right\rbrack^{3 +}{}_{({aq})} \right.$(I)
$\left. \left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{6}} \right\rbrack^{3 +}{}_{({aq})} + SCN^{-}{}_{({aq})}\rightarrow~\left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{5}\left( {SCN} \right)} \right\rbrack^{2 +}{}_{({aq})} + H_{2}O_{(l)} \right.$ $K_{C} = 1,4.10^{2}$ (II)
$\left. \left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{6}} \right\rbrack^{3 +}{}_{({aq})} + F^{-}{}_{({aq})}\rightarrow~\left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{5}F} \right\rbrack^{2 +}{}_{({aq})} + H_{2}O_{(l)} \right.$ $K_{C} = 2,0.10^{5}$ (III)
Biết dung dịch $\left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{6}} \right\rbrack^{3 +}$ có màu vàng nâu, dung dịch $\left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{5}\left( {SCN} \right)} \right\rbrack^{2 +}$ có màu đỏ, dung dịch $\left\lbrack {Fe\left( {H_{2}O} \right)_{5}F} \right\rbrack^{2 +}$và các ion $SCN^{-},\ F^{-}$ đều không màu.
Phương pháp giải
Dựa vào phản ứng thay thế phối tử của phức chất.
Lời giải chi tiết
Phân tích các phương án:
(1) Sai. Quá trình (I) xảy ra khi hòa tan iron(III) chloride trong nước, chỉ thu được dung dịch có chứa phức chất aqua $\left[ \text{Fe(H}_2\text{O)}_6 \right]^{3+}$.
(2) Sai. Theo giá trị $K_C$ của các quá trình (II) và (III), chúng ta thấy rằng $K_C(III) > K_C(II)$, chứng tỏ $F^{-}$ thay thế $H_2O$ dễ hơn $SCN^{-}$.
(3) Đúng. Phản ứng (III) là phản ứng thuận nghịch nên vẫn còn dư phức $\left[ \text{Fe(H}_2\text{O)}_6 \right]^{3+}$ và phản ứng (II) lại xảy ra tạo phức đỏ đặc trưng $\left[ \text{Fe(H}_2\text{O)}_5(SCN) \right]^{2+}$.
(4). Đúng. Các phối tử là đơn cặp cho đến AO trống của metal, nên dù là $H_2O$, $SCN^{-}$ hay $F^{-}$ đều cho 2 electron để tạo liên kết phối trí.