Question

【題目】三氯化六氨合鈷(III)（[Co(NH3)6]Cl3 是合成其他含鈷配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下，通過氧化二氯化六氨合鈷(II)得到三氯化六氨合鈷(III)制備流程如下：

資料：

①鈷離子常見價(jià)態(tài)有+2(II)價(jià)，+3(III)價(jià)，Co(II)離子能在水溶液中穩(wěn)定存在，但 Co(III)離子不能穩(wěn)定存在，只能以固態(tài)或絡(luò)合物形式（如[Co(NH3)6]3+）穩(wěn)定存在溶液中。

② Co2+在 pH=9.4 時(shí)完全沉淀為 Co(OH)2

（1） 實(shí)驗(yàn)中需要將 CoCl2·6H2O 晶體研細(xì)，其目的是：__________________。

（2）在加入濃氨水前先加入大量 NH4Cl溶液，請結(jié)合平衡原理解釋原因______________________。

（3）在“氧化”過程中需水浴控溫在 50～60℃，溫度不能過高，原因是______________________。

（4）寫出“氧化”過程中反應(yīng)的離子方程式_______________。

（5）為測定產(chǎn)品中鈷的含量，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

①稱取樣品 4.000 g 于燒瓶中，加水溶解，加入足量的 NaOH 溶液，加熱至沸 15～20 min，將 [Co（NH3）6]Cl3 完全轉(zhuǎn)化為 Co（OH）3，冷卻后加入足量 KI 固體和 HCl 溶液，充分反應(yīng)一段時(shí)間后，將燒瓶中的溶液全部轉(zhuǎn)移至 250.00 mL 容量瓶中，加水定容，取其中 25.00 mL 試樣加入到錐形瓶中；

②用 0.100 0 mol·L －1 Na2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液變?yōu)闇\黃色后，加入淀粉溶液作指示劑繼續(xù)滴定至終點(diǎn)，重復(fù) 2 次實(shí)驗(yàn)，測得消耗 Na2S2O3 溶液的平均體積為 15.00 mL。（已知：2Co3＋＋2I－=2Co2＋＋I2 ，I2 ＋2S2O32－=2I－＋S4O62－）.通過計(jì)算確定該產(chǎn)品中鈷的含量___________________。

Answer 1

【答案】增大晶體的表面積，加快反應(yīng)的速度 NH4Cl溶于水電離出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使NH3·H2ONH4++OH－電離平衡逆移降低c(OH－)，防止加氨水時(shí)溶液中c(OH－)過大使鈷(II)離子沉淀 溫度過高會(huì)導(dǎo)致 H2O2 大量分解，降低產(chǎn)率 2Co(NH3)62+ + H2O2= 2Co(NH3)63+ + 2OH－ 22.125%

【解析】

由于Co2+在 pH=9.4 時(shí)完全沉淀為 Co(OH)2，將CoCl2·6H2O晶體研細(xì)先加入氯化銨溶液，再加入濃氨水反應(yīng)生成[Co(NH3)6]Cl2，[Co(NH3)6]Cl2和H2O2發(fā)生氧化反應(yīng)生成[Co(NH3)6]Cl3。

（1）實(shí)驗(yàn)中需要將CoCl2·6H2O晶體研細(xì)，其目的是增大晶體的表面積，加快反應(yīng)的速度；故答案為：增大晶體的表面積，加快反應(yīng)的速度。

（2）根據(jù)題中信息Co2+在pH=9.4時(shí)完全沉淀為Co(OH)2，因此在加入濃氨水前先加入大量NH4Cl溶液，主要是NH3·H2O NH4++OH－，能電離出OH－，易和Co2+反應(yīng)生成Co(OH)2，NH4Cl溶于水電離出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使電離平衡逆向移動(dòng)，降低c(OH－)濃度，防止加氨水時(shí)溶液中c(OH－)過大使鈷(II)離子沉淀；故答案為：NH4Cl溶于水電離出的NH4＋，增大溶液中c(NH4+)，使NH3·H2ONH4++OH－電離平衡逆移降低c(OH－)，防止加氨水時(shí)溶液中c(OH－)過大使鈷(II)離子沉淀。

（3）H2O2 在較高溫度下會(huì)導(dǎo)致大量分解，氧化效果降低，從而降低產(chǎn)率，因此在“氧化”過程中需水浴控溫在50～60℃，溫度不能過高；故答案為：溫度過高會(huì)導(dǎo)致 H2O2 大量分解，降低產(chǎn)率。

（4）“氧化”過程中Co(NH3)62+ 與H2O2反應(yīng)生成Co(NH3)63+ 和OH－，其離子方程式2Co(NH3)62+ + H2O2= 2Co(NH3)63+ + 2OH－；故答案為：2Co(NH3)62+ + H2O2= 2Co(NH3)63+ + 2OH－。

（5）根據(jù)方程式可得關(guān)系式Co3＋ ～ S2O32，n(Co3＋)= n(S2O32)= 0.100 0 molL1×0.015 mL×10 =0.015mol，；故答案為：22.125%。