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，進行如下實驗。

①氨的測定：精確稱取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的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2 molL-1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2 mL NaOH溶液。

②氯的測定：準確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現淡紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)。

回答下列問題：

(1)裝置中安全管的作用原理是___。

(2)用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用______式滴定管，可使用的指示劑為_______。

(3)樣品中氨的質量分數表達式為_______。

(4)測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗，若氣密性不好測定結果將_____(填“偏高”或“偏低”)。

(5)測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是_____；滴定終點時，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)經測定，樣品X中鈷氨氯的物質的量之比為1：6：3，鈷的化合價為_____，制備X的化學方程式為______；X的制備過程中溫度不能過高的原因是_____。

Answer 1

【答案】當A中壓力過大時，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 防止硝酸銀見光分解 2.8×10-3 +3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 溫度過高過氧化氫分解、氨氣逸出

【解析】

(1)通過2中液面調節(jié)A中壓強；

(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后呈中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內的指示劑；

(3)根據氨氣和鹽酸反應之間的關系式計算氨氣的質量，再根據質量分數公式計算氨質量分數；

(4)若氣密性不好，導致氨氣的量偏低；

(5)硝酸銀不穩(wěn)定，易分解；根據離子積常數計算c(CrO42-)；

(6)根據化合物中各元素化合價的代數和為0計算Co元素化合價；該反應中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3發(fā)生反應生成[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)通過導管2中液面調節(jié)A中壓強，如果A中壓力過大時，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標準溶液確定過剩的HCl時，應使用堿式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和鹽酸溶液恰好反應后呈中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內的指示劑，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)與氨氣反應的n(HCl)=10-3V1 L×c1 mol/L-c2 mol/L×10-3V2 L=10-3(c1·V1-c2·V2) mol，根據氨氣和HCl的關系式知，n(NH3)=n(HCl)=10-3(c1·V1-c2·V2) mol，所以氨的質量分數=×100%；

(4)若氣密性不好，導致部分氨氣泄漏，使氨氣質量分數偏低；

(5)硝酸銀不穩(wěn)定，見光易分解，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)經測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為1：6：3，則其化學式為[Co(NH3)6]Cl3，根據化合物中各元素化合價的代數和為0，可知Co元素化合價為+3價；該反應中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3發(fā)生反應生成[Co(NH3)6]Cl3和水，反應方程式為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的制備過程中溫度不能過高，否則溫度越高過氧化氫分解、氨氣逸出。