Question

某小組以CoCl2·6H2O、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 mL c1 mol·L－1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2 mol·L－1 NaOH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(xiàn)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(shù)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 mol·L－1，c(CrO)為________mol·L－1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12]

(6)經測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為163，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

解析：(1)若沒有A中的安全管，當A中產生氣體時，會因裝置壓力過大發(fā)生危險，反之，有安全管存在，當A中壓力過大時，安全管中的液面會上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。

(2)由題意知，用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，NaOH溶液應放入堿式滴定管中，可使用酚酞作指示劑，滴定至終點時溶液由無色變?yōu)闇\紅色。

(3)已知鹽酸的總的物質的量為c1 mol·L－1×V1 mL×10－3 L·mL－1＝c1V1×10－3 mol，NH3反應完后剩余的鹽酸用NaOH標準溶液滴定，可求出剩余的鹽酸為c2×V2×10－3 mol，由NH3＋HCl===NH4Cl可求出NH3的物質的量。進而求出w g X中的含氨量，即：×100%。

(4)若裝置氣密性不好，會有NH3外逸，而不被HCl吸收，則剩余的HCl的物質的量會增多，消耗NaOH增多，即c2V2的值增大，由(3)中計算式可知氨的測定結果偏低。

(5)AgNO3是見光易分解的物質，使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3分解而影響實驗結果；由Ag2CrO4的溶度積常數(shù)Ksp＝1.12×10－12，c(Ag＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，可求出c(CrO)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－3 mol·L－1。

(6)樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為163，可寫出化學式為[Co(NH3)6]Cl3，由化合物中正負化合價代數(shù)和為0計算，NH3整體為0價，氯為－1價，故Co為＋3價；從而推出制備X的化學方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于溫度過高時H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過程中溫度不能過高，否則H2O2分解，NH3揮發(fā)。

答案：(1)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

(2)堿　酚酞(或甲基紅)

(3)×100%

(4)偏低

(5)防止硝酸銀見光分解　2.8×10－3

(6)＋3　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===

2[CO(NH3)6]Cl3＋2H2O　溫度過高過氧化氫分解、氨氣逸出

點撥：知識：酸堿中和滴定實驗，實驗的安全性，實驗中的計算問題以及誤差分析問題，溶度積的利用，化學方程式的書寫。鈍力：利用實驗中給出的數(shù)據(jù)寫計算式并進行誤差分析的能力，利用所給出的條件書寫化學方程式的能力，能夠根據(jù)反應物選擇合適的反應條件的能力。試題難度：較大。