Question

【題目】某小組以CoCl36H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

①氨的測(cè)定：精確稱(chēng)取w g X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1 mLc1 molL-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2 molL-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL NaOH溶液。

②氯的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色)。

回答下列問(wèn)題：

(1)裝置中安全管的作用原理是___。

(2)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí)，應(yīng)使用______式滴定管，可使用的指示劑為_______。

(3)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_______。

(4)測(cè)定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將_____(填“偏高”或“偏低”)。

(5)測(cè)定氯的過(guò)程中，使用棕色滴定管的原因是_____；滴定終點(diǎn)時(shí)，若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 molL-1，c(CrO42-)為_____ molL-1。(已知：K sp(Ag2CrO4)=1.12×10-12)

(6)經(jīng)測(cè)定，樣品X中鈷氨氯的物質(zhì)的量之比為1：6：3，鈷的化合價(jià)為_____，制備X的化學(xué)方程式為______；X的制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高的原因是_____。

Answer 1

【答案】當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí)，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定 堿 酚酞(或甲基紅) ×100% 偏低 防止硝酸銀見(jiàn)光分解 2.8×10-3 +3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 溫度過(guò)高過(guò)氧化氫分解、氨氣逸出

【解析】

(1)通過(guò)2中液面調(diào)節(jié)A中壓強(qiáng)；

(2)堿只能盛放在堿式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中；NaOH溶液和鹽酸溶液恰好反應(yīng)后呈中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內(nèi)的指示劑；

(3)根據(jù)氨氣和鹽酸反應(yīng)之間的關(guān)系式計(jì)算氨氣的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計(jì)算氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

(4)若氣密性不好，導(dǎo)致氨氣的量偏低；

(5)硝酸銀不穩(wěn)定，易分解；根據(jù)離子積常數(shù)計(jì)算c(CrO42-)；

(6)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0計(jì)算Co元素化合價(jià)；該反應(yīng)中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3發(fā)生反應(yīng)生成[Co(NH3)6]Cl3和水；溫度高，雙氧水易分解、氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低。

(1)通過(guò)導(dǎo)管2中液面調(diào)節(jié)A中壓強(qiáng)，如果A中壓力過(guò)大時(shí)，安全管中液面上升，使A中壓力減小，從而使A瓶中穩(wěn)定壓力；

(2)堿只能盛放在堿式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液確定過(guò)剩的HCl時(shí)，應(yīng)使用堿式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和鹽酸溶液恰好反應(yīng)后呈中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內(nèi)的指示劑，甲基紅為酸性變色指示劑、酚酞為堿性變色指示劑，所以可以選取甲基紅或酚酞作指示劑；

(3)與氨氣反應(yīng)的n(HCl)=10-3V1 L×c1 mol/L-c2 mol/L×10-3V2 L=10-3(c1·V1-c2·V2) mol，根據(jù)氨氣和HCl的關(guān)系式知，n(NH3)=n(HCl)=10-3(c1·V1-c2·V2) mol，所以氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%；

(4)若氣密性不好，導(dǎo)致部分氨氣泄漏，使氨氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低；

(5)硝酸銀不穩(wěn)定，見(jiàn)光易分解，為防止硝酸銀分解，用棕色試劑瓶盛放硝酸銀溶液；Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12，由于c(Ag+)=2.0×10-5 molL-1，所以c(CrO42-)=mol/L=2.8×10-3 mol/L；

(6)經(jīng)測(cè)定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1：6：3，則其化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3，根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為0，可知Co元素化合價(jià)為+3價(jià)；該反應(yīng)中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3發(fā)生反應(yīng)生成[Co(NH3)6]Cl3和水，反應(yīng)方程式為2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O；雙氧水溫度高易分解、氣體在溶液中的溶解度隨著溫度的升高而降低，所以X的制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高，否則溫度越高過(guò)氧化氫分解、氨氣逸出。