Question

　　鈷(Co)化合物對化學鍵的研究起著重要的作用．為測定某鈷化合物[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z的組成，進行如下實驗：

　　稱取樣品0.5010 g，加入過量的NaOH溶液，煮沸，蒸出所有的氨，冷卻，得到A．產生的氨用50.00 mL　0.5000 mol·L^－1的鹽酸完全吸收并用蒸餾水定容到100 mL，得溶液B，取B溶液20.00 mL，用0.1000 mol·L^－1　NaOH滴定，消耗NaOH溶液30.00 mL．向A中加入過量的KI固體，振蕩，鹽酸酸化后置于暗處，發生反應：Co^m+＋I^－→Co²⁺＋I₂(未配平)反應完成后，蒸餾水稀釋，用Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂，消耗0.1000 mol·L^－1　Na₂S₂O₃溶液20.00 mL．反應方程式為：I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆另稱取該物質樣品0.2505 g，溶于水，以0.1000 mol·L^－1　AgNO₃溶液滴定至恰好反應完全，消耗AgNO₃溶液20.00 mL．相應反應式為：[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z＋zAgNO₃＝[Co(NH₃)_xCl_y](NO₃)_z＋zAgCl↓通過計算求：

⑴[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的質量分數．

⑵該鈷化合物的化學式．

Answer 1

答案：
解析：

　　答：⑴[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的質量分數為27.94％

　　⑵該鈷化合物的化學式為：[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂

　　解：⑴NaOH＋HCl＝NaCl＋H₂ONH₃＋HCl＝NH₄Cl

　　20.00 mL　B溶液消耗0.1000 mol·L^－1　NaOH　30.00 mL．

　　20.00 mL　B溶液中過量的HCl：n(HCl)＝0.003000 mol，100 mL　B溶液中過量的HCl：n(HCl)＝0.01500 mol那么與NH₃反應的n(HCl)＝0.01000 mol

　　故0.5010 g樣品中n(NH₃)＝0.01000 moln(N)＝0.01000 mol

　　[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的質量分數

　　

　　⑵I₂＋2Na₂S₂O₃＝＝2NaI＋Na₂S₄O₆

　　因反應用去0.1000 mol·L^－1　Na₂S₂O₃溶液20.00 mL，推算出：n(I₂)＝0.001000 mol　Co與Fe同一族，Co^m+具有強氧化性，故設m＝3

　　則有：2Co³⁺＋2I^－＝＝2Co²⁺＋I₂n(Co³⁺)＝0.002000 mol

　　0.5010 g樣品中Cl的總質量為：

　　m(Cl)＝0.5010 g－0.002000 mol×59 g·mol^－1－0.01000 mol×17 g·mol^－1＝0.2130 g

　　n(Cl)＝0.006000 mol

　　又有：[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z＋zAgNO₃＝＝[Co(NH₃)_xCl_y](NO₃)_z＋zAgCl↓

　　0.2505 g樣品擴大一倍來算(即用0.5010 g)推算出：

　　反應消耗AgNO₃：n(AgNO₃)＝0.1000 mol·L^－1×40.00 mL＝0.004000 mol

　　即發生上述反應的Cl^－為：n(Cl^－)＝0.004000 mol

　　則有y∶z＝(0.006000 mol－0.004000 mol)∶0.004000 mol＝1∶2

　　同時還有：1∶x∶(y＋z)＝0.002000∶0.01000∶0.006000＝1∶5∶3

　　解得：x＝5，y＝1，z＝2

　　帶入[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中，求得Co化合價為：＋3假設成立

　　該鈷化合物的化學式為：[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂