Question

【題目】三氯化六氨合鈷([Co(NH3)6]Cl3)是一種橙黃色晶體，實驗室制備過程如下：

Ⅰ．將研細的6 g CoCl26H2O晶體和4 g NH4Cl固體加入錐形瓶中，加水，加熱溶解，冷卻；

Ⅱ．加入13.5 mL濃氨水，用活性炭作催化劑，混合均勻后逐滴滴加13.5 mL 5% H2O2溶液，水浴加熱至50~60℃，保持20 min。用冰浴冷卻，過濾，得粗產品；

Ⅲ．將粗產品溶于50 mL熱的稀鹽酸中，______，向濾液中緩慢加入6.7 mL濃鹽酸，有大量橙黃色晶體析出，冰浴冷卻后過濾；

Ⅳ．先用冷的2 mol·L1 HCl溶液洗滌晶體，再用少許乙醇洗滌，干燥，得產品。

(1)[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合價是______。

(2)CoCl2遇濃氨水生成Co(OH)2沉淀，加入濃氨水前先加入NH4Cl可避免沉淀生成，原因是______。

(3)溶液中CoCl2、NH4Cl和濃氨水混合后，與H2O2溶液反應生成[Co(NH3)6]Cl3的化學方程式是______。

(4)補全Ⅲ中的操作：______。

(5)沉淀滴定法測定制備的產品中Cl－的質量分數：

ⅰ．準確稱取a g Ⅳ中的產品，配制成100 mL溶液，移取25 mL溶液于錐形瓶中；

ⅱ．滴加少量0.005 mol·L1 K2CrO4溶液作為指示劑，用c mol·L1 AgNO3溶液滴定至終點；

ⅲ．平行測定三次，消耗AgNO3溶液的體積的平均值為v mL，計算晶體中Cl－的質量分數。

已知：溶解度：AgCl 1.3×106 mol·L1，Ag2CrO4(磚紅色)6.5×105 mol·L1

①ⅱ中，滴定至終點的現象是______。

②制備的晶體中Cl－的質量分數是______(列計算式，Cl的相對原子質量：35.5)。

Answer 1

【答案】+3 抑制NH3·H2O的電離，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀 2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O 趁熱過濾、冷卻 溶液中出現磚紅色沉淀，半分鐘內不消失

【解析】

根據題意，在氨氣和氯化銨存在條件下，以活性炭為催化劑，用雙氧水氧化CoCl2溶液來制備 [Co(NH3)6] Cl3，反應的化學方程式為2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O；將粗產品溶于50 mL熱的稀鹽酸中，再向濾液中緩慢加入6.7 mL濃鹽酸，有大量橙黃色晶體析出，冰浴冷卻后過濾，說明加入熱的稀鹽酸后應過濾；先用冷的2 mol·L1 HCl溶液洗滌晶體，再用少許乙醇洗滌，干燥，得產品。

(1). [Co(NH3)6]Cl3中NH3為配體，氯的化合價為-1價，則Co的化合價是+3價，故答案為+3；

(2).加入NH4Cl使溶液中的濃度增大，抑制NH3·H2O的電離，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀，故答案為：抑制NH3·H2O的電離，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀；

(3).由分析可知：溶液中CoCl2、NH4Cl和濃氨水混合后，與H2O2溶液反應生成[Co(NH3)6]Cl3的化學方程式是CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O，故答案為：CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O；

(4).由分析可知，第Ⅲ中缺少步驟是過濾，并且是在加入熱的稀鹽酸后，故答案為：趁熱過濾、冷卻；

(5).①由題可知：AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶液度，所以在滴加AgNO3時Ag+會與Cl-反應生成AgCl沉淀，當Cl-消耗完時再與CrO42-結合，所以滴定終點時是Ag+與CrO42-結合生成磚紅色沉淀 ，故答案為：溶液中出現磚紅色沉淀，半分鐘內不消失；

②由AgCl沉淀的化學式可知：反應時Ag+與Cl-物質的量之比為1:1，滴定時消耗AgNO3的物質的量為cmol/L×vmL×10-3=cv×10-3mol，則25ml溶液中Cl-物質的量為cv×10-3mol，25ml溶液中Cl-的質量為：m=n×M=cv×10-3mol×35.5g/mol=35.5 cv×10-3g，則100g溶液中Cl-的質量為：4×35.5 cv×10-3g，故質量分數為：，故答案為。