Question

三氯化六氨合鈷（Ⅲ）是一種重要的化工產(chǎn)品， 實(shí)驗(yàn)中采用H₂O₂作氧化劑，在大量氨和氯化銨存在下，選擇活性炭作為催化劑將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，來制備三氯化六氨合鈷(Ⅲ)配合物，反應(yīng)式為：2CoCl₂·6H₂O ＋ 10NH₃ ＋ 2NH₄Cl ＋ H₂O₂ 活性炭2[Co(NH₃)₆]Cl₃ ＋14H₂O
已知：① 鈷(Ⅱ)與氯化銨和氨水作用，經(jīng)氧化后一般可生成三種產(chǎn)物：紫紅色的二氯化一氯五氨合鈷[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂晶體、磚紅色的三氯化五氨一水合鈷[Co(NH₃)₅ H₂O]Cl₃晶體、橙黃色的三氯化六氨合鈷[Co(NH₃)₆]Cl₃晶體，控制不同的條件可得不同的產(chǎn)物（如溫度不同產(chǎn)物也不同）。293K時(shí)，[Co(NH₃)₆]Cl₃在水中的溶解度為0.26mol/L
②CoCl₂、[Co(NH₃)₆]Cl₃、[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂在水中能完全電離
③制備三氯化六氨合鈷（Ⅲ）粗產(chǎn)品的流程如下：

④三氯化六氨合鈷（Ⅲ）粗產(chǎn)品的提純流程如下：

⑤制備過程中可能用到的部分裝置如下：
            
請回答下列問題：
（1）操作B的名稱是               ，操作A后所棄去的沉淀中一定有              。
（2）CoCl₂在沒有銨鹽存在的情況下，遇氨水生成藍(lán)色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為      。原料NH₄Cl的主要作用有：①                           ；②提供NH₃。
（3）冷卻至10℃后，步驟B中逐滴加入H₂O₂溶液的目的：①         ；②使反應(yīng)溫和進(jìn)行。
（4）操作A的名稱為                  ，進(jìn)行該操作的裝置是                 （填序號(hào)）。
A.裝置Ⅰ       B.裝置Ⅱ        C.裝置Ⅲ
若操作過程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出，處理方法是         。
裝置Ⅱ中儀器A、B、C、D的名稱分別是          、         、          、           。
（5）步驟C進(jìn)行洗滌時(shí)要用到兩種試劑，應(yīng)該先用_____（填序號(hào)，下同）洗滌，后用       洗滌。
A. 飽和氯化鈉溶液         B. 無水乙醇           C. 濃鹽酸
（6）你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的關(guān)鍵步驟有哪些？                              。
（7）與[Co(NH₃)₆]Cl₃類似的產(chǎn)品還有[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂，請簡述驗(yàn)證某晶體是[Co(NH₃)₆]Cl₃還是
[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂的實(shí)驗(yàn)方案：                                                   。

Answer 1

（1）烘干；活性炭 （2）Co²⁺＋2NH₃·H₂O＝Co(OH)₂↓+ 2NH₄⁺ ；抑制NH₃·H₂O的電離
（3）避免H₂O₂的分解  （4）趁熱過濾；A；用濾液清洗；布氏漏斗；吸濾瓶；安全瓶；抽氣泵
（5）C  B （6）①煮沸20min，使反應(yīng)完全  ②整個(gè)過程溫度的控制，因?yàn)闇囟炔煌�，產(chǎn)物不同
③最后加入的7mL濃鹽酸，因?yàn)榻柚�同離子效應(yīng)使產(chǎn)品析出
（7）取等質(zhì)量的晶體分別溶于水，室溫下加足量的AgNO₃溶液后，濾去沉淀，對濾液再進(jìn)行加熱，又能產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂，不能再產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH₃)₆ ]Cl₃

解析試題分析：（1）抽濾后得到的產(chǎn)品中含有水分，需要烘干，因此操作B的名稱是烘干；反應(yīng)中需要活性炭作催化劑，而活性炭不溶于水，所以操作A后所棄去的沉淀中一定有活性炭。
（2）CoCl₂在沒有銨鹽存在的情況下，遇氨水生成藍(lán)色沉淀，該藍(lán)色沉淀是氫氧化鈷，該反應(yīng)的離子方程式為Co²⁺＋2NH₃·H₂O＝Co(OH)₂↓+ 2NH₄⁺ ；在堿性條件下容易生成氫氧化鈷沉淀，因此原料NH₄Cl的主要作用除了提供NH₃以外，還有抑制NH₃·H₂O的電離，降低溶液的堿性。
（3）由于雙氧水不穩(wěn)定，受熱易分解，因此冷卻至10℃后，步驟B中逐滴加入H₂O₂溶液的目的是避免H₂O₂的分解，另外使反應(yīng)溫和進(jìn)行。
（4）由于溫度不同，產(chǎn)物也不同，因此操作A應(yīng)該是趁熱過濾；由于需要保持一定溫度，所以選擇裝置I，即答案選A；若操作過程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出，處理方法是用濾液清洗；根據(jù)儀器的構(gòu)造特點(diǎn)可知裝置Ⅱ中儀器A、B、C、D的名稱分別是布氏漏斗；吸濾瓶；安全瓶；抽氣泵。
（5）增大氯離子濃度可以防止產(chǎn)品溶解而損失，因此三氯化六氨合鈷首先應(yīng)該用濃鹽酸洗滌，最后再用有機(jī)溶劑乙醇洗滌，故答案為C、B。
（6）根據(jù)以上分析可知實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的關(guān)鍵步驟①煮沸20min，使反應(yīng)完全；②整個(gè)過程溫度的控制，因?yàn)闇囟炔煌�，產(chǎn)物不同；③最后加入的7mL濃鹽酸，因?yàn)榻柚�同離子效應(yīng)使產(chǎn)品析出。
（7）根據(jù)結(jié)構(gòu)可知，氯離子作為配體的數(shù)目是不同的，且溫度不同，產(chǎn)品不同，據(jù)此可以驗(yàn)證，即取等質(zhì)量的晶體分別溶于水，室溫下加足量的AgNO₃溶液后，濾去沉淀，對濾液再進(jìn)行加熱，又能產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH₃)₅ Cl]Cl₂，不能再產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH₃)₆ ]Cl₃。
考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究與評價(jià)等