Question

5．三氯化六氨合鈷（Ⅲ）是一種重要的配合物原料，實驗室制備三氯化六氨合鈷（Ⅲ）的化學方程式為：
2CoCl₂•6H₂O+10NH₃+2NH₄Cl+H₂O₂═2[Co（NH₃）₆]Cl₃+14H₂O
實驗流程如圖1：

已知：[Co（NH₃）₆]Cl₃ 在水中電離為[Co（NH₃）₆]³⁺和Cl^-，[Co（NH₃）₆]Cl₃的溶解度如下表：

溫度（℃）	0	20	47
溶解度（g）	4.26	6.96	12.74

請回答下列問題：
（1）第①步需在煮沸NH₄Cl溶液中加入研細的CoCl₂•6H₂O晶體，加熱煮沸和研細的目的是加速固體溶解．
（2）H₂O₂的作用是做氧化劑，第③步中保持60℃的加熱方法是水浴加熱．
（3）過濾是濾紙先用蒸餾水濕潤，然后用玻璃棒壓實濾紙，排出濾紙與漏斗之間的氣泡．
（4）實驗操作1為趁熱過濾，[Co（NH₃）₆]Cl₃ 溶液中加入濃HCl的目的是有利于[Co（NH₃）₆]Cl₃析出，提高產率．
（5）現稱取0.2675g[Co（NH₃）₆]Cl₃（相對分子質量為267.5），在A中發(fā)生如下反應：
[Co（NH₃）₆]Cl₃+3NaOH═Co（OH）₃↓+6NH₃↑+3NaCl（裝置見圖2），
C中裝0.5000mol/L的鹽酸25.00mL，D中裝有冰水．加熱燒瓶，使NH₃完全逸出后，用少量蒸餾水沖洗導管下端內外壁上粘附的酸液于C中，加入2～3滴甲基紅指示劑，用0.5000mol/L的NaOH滴定．已知：

指示劑	顏色			變色的pH范圍
甲基紅	紅	橙	黃	4.4～6.2

①儀器A的名稱是圓底燒瓶．
②當滴定到終點時，共需消耗NaOH溶液13.00mL（精確到0.01mL）
③若用上述原理測定某[Co（NH₃）_x]Cl₃晶體中x值，實驗過程中未用少量蒸餾水沖洗導管下端內外壁上粘附的酸液于C中，則x值將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 三氯化六氨合鈷（Ⅲ）是一種重要的配合物原料，實驗室制備三氯化六氨合鈷（Ⅲ）的化學方程式為：2CoCl₂•6H₂O+10NH₃+2NH₄Cl+H₂O₂═2[Co（NH₃）₆]Cl₃+14H₂O，煮沸NH₄Cl溶液中加入研細的CoCl₂•6H₂O晶體溶解，得到溶液加入濃氨水和活性炭，加入10°C的過氧化氫，需要水浴加熱保持溫度60°C反應得到含[Co（NH₃）₆]³⁺離子和活性炭的渾濁液A，冷卻過濾得到[Co（NH₃）₆]Cl₃和活性炭，溶于含濃鹽酸的沸水中趁熱過濾，得到的[Co（NH₃）₆]Cl₃ 溶液中加入濃HCl，過濾得到晶體，濃鹽酸有利于[Co（NH₃）₆]Cl₃析出，提高產率，
（1）加熱煮沸和研細加快固體溶解；
（2）過氧化氫是氧化劑，能氧化+2價鈷離子為+3價，溫度低于100°C的反應條件需要水浴加熱；
（3）過濾是濾紙先用蒸餾水濕潤，用玻璃棒壓實；
（4）為減少溶液中溶質析出，實驗操作1是趁熱過濾，[Co（NH₃）₆]Cl₃ 溶液中加入濃HCl增大氯離子濃度利于晶體析出；
（5）①裝置圖中儀器圖象可知儀器為圓底燒瓶；
②[Co（NH₃）₆]Cl₃+3NaOH═Co（OH）₃↓+6NH₃↑+3NaCl，結合化學方程式定量關系計算需要氫氧化鈉溶液的體積；
③若用上述原理測定某[Co（NH₃）_x]Cl₃晶體中x值，實驗過程中未用少量蒸餾水沖洗導管下端內外壁上粘附的酸液于C中，導致酸液減少，消耗氫氧化鈉量減少，測定氨氣量增多．

解答 解：（1）第①步需在煮沸NH₄Cl溶液中加入研細的CoCl₂•6H₂O晶體，加熱煮沸和研細的目的是加速固體的溶解，故答案為：加速固體溶解；
（2）依據流程可知向CoCl₂•6H₂O加入過氧化氫后得到Co（NH₃）₆³⁺，加入過氧化氫是氧化劑能把+2價鈷離子為+3價，第③步中保持60℃的加熱方法是水浴加熱，
故答案為：做氧化劑；水浴加熱；
（3）結合過濾的基本操作，過濾時濾紙先用蒸餾水潤濕，然后用玻璃棒壓實濾紙，排出濾紙和漏斗之間的氣泡，
故答案為：玻璃棒；
（4）流程圖提供的信息可知，實驗操作Ⅰ為趁熱過濾，[Co（NH₃）₆]Cl₃ 溶液中加入濃HCl增大氯離子濃度，依據沉淀溶解平衡理論，平衡想析出晶體的方向移動，所以加入濃鹽酸的目的是有利于[Co（NH₃）₆]Cl₃析出，提高產率，
故答案為：有利于[Co（NH₃）₆]Cl₃析出，提高產率；
（5）①儀器特征和圖形可知儀器A名稱為圓底燒瓶，故答案為：圓底燒瓶；
②0.2675g[Co（NH₃）₆]Cl₃（相對分子質量為267.5），物質的量=$\frac{0.2675g}{267.5g/mol}$=0.001mol，滴定過程分析可知發(fā)生的反應依次為[Co（NH₃）₆]Cl₃+3NaOH═Co（OH）₃↓+6NH₃↑+3NaCl，NH₃+HCl=NH₄Cl，HCl+NaOH=NaCl+H₂O，放出氨氣物質的量總計為0.006mol，消耗HCl物質的量0.006mol，HCl總物質的量=0.0250L×0.5mol/L=0.0125mol，所以消耗剩余HCl需要氫氧化鈉物質的量=0.0125mol-0.006mol=0.0065mol，當滴定到終點時，共消耗NaOH溶液的體積=$\frac{0.0065mol}{0.5mol/L}$=0.0013L=13.00ml，
故答案為：13.00；
③若用上述原理測定某[Co（NH₃）_x]Cl₃晶體中x值，實驗過程中未用少量蒸餾水沖洗導管下端內外壁上粘附的酸液于C中，導致酸液減少，消耗氫氧化鈉的量減少，測定氨氣量增多，x值將偏大，故答案為：偏大．

點評 本題考查了物質制備、物質性質、物質組成、滴定實驗的過程分析判斷，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．