Question

【題目】某小組以CoCl26H2O、過氧化氫、液氨、氯化銨固體為原料，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，將樣品溶液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 molL-1的鹽酸溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2 molL-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，至出現磚紅色沉淀不在消失為終點（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，一般選用的指示劑為___________。

（3）樣品中氨的質量分數表達式為____________________。

（4）測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是____________________。

（5）經測定，樣品X中鈷、氨和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】瓶A中的壓力過大時，安全管中的液面上升，使A瓶中的壓力穩定 酚酞 ％ 防止硝酸銀見光分解 + 3 2CoCl2 +2 NH4Cl +10NH3 + H2O2 ===2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O 溫度過高過氧化氫分解，氨氣逸出

【解析】

根據實驗目的及實驗裝置圖分析各儀器的作用；根據酸堿滴定原理分析指示劑的選擇；根據滴定原理及題給數據計算樣品的中氨的質量分數；根據硝酸銀的不穩定性選擇適當的滴定管；根據化合物中元素化合價代數和為0分析元素的化合價，根據題給信息書寫反應方程式，分析反應條件。

（1）無論三頸瓶中壓強過大或過小，都會造成危險，若過大，A在導管內液面升高，將緩沖壓力，若過小，外界空氣通過導管進入燒瓶，也不會造成倒吸，安全作用的原理是使A中壓強穩定，故答案為：當A中壓力過大時，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩定；

（2）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，甲基橙為酸性變色指示劑、酚酞為堿性變色指示劑，所以可以選取甲基橙或酚酞作指示劑，故答案為：酚酞；

（3）與氨氣反應的n（HCl）=V1×10-3L×c1molL-1-c2molL-1×V2×10-3L=（c1·V1-c2·V2）×10-3mol，根據氨氣和HCl的關系式知，n（NH3）=n（HCl）=（c1·V1-c2·V2）×10-3mol，氨的質量分數=，故答案為：；

（4）硝酸銀不穩定，見光易分解，為防止硝酸銀分解，用棕色滴定管盛放硝酸銀溶液，故答案為：防止硝酸銀見光分解；

（5）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得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發生反應生成[Co（NH3）6]Cl3和水，反應方程式為2CoCl2 +2 NH4Cl +10NH3 + H2O2 =2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O；雙氧水易分解、氣體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，故答案為：+ 3；2CoCl2 +2 NH4Cl +10NH3 + H2O2 ===2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O ；溫度過高過氧化氫分解，氨氣逸出。