Question

【題目】維爾納配合物M是一種橙黃色單斜晶體，該晶體以濃氨水、雙氧水、CoCl2·6H2O、NH4Cl為原料在加熱條件下通過活性炭的催化來合成。為探究該晶體的組成，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

步驟一，氮的測定：準(zhǔn)確稱取一定量橙黃色晶體，加入適量水溶解，注入下圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10％NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品中的氨全部蒸出，用500.00mL7.0mol／L的鹽酸溶液吸收，吸收結(jié)束后量取吸收液25.00mL，用2.00mol／L的NaOH溶液滴定過量的鹽酸，終點(diǎn)消耗NaOH溶液12.50mL。

步驟二，氯的測定：準(zhǔn)確稱取橙黃色晶體wg，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色沉淀)。

（1）上述裝置A中，玻璃管的作用是________；裝置B中儀器a的名稱為_________。

（2）裝置A、B三腳架處應(yīng)放置一個(gè)酒精燈作為熱源，酒精燈應(yīng)放置在____(填“A”或“B”)處。

（3）步驟一所稱取的樣品中含氮的質(zhì)量為_________g。

（4）有同學(xué)提出裝置C中所用鹽酸的濃度過大易揮發(fā)，會造成測得氮的含量結(jié)果將_______(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)；冰水混合物的作用是___________。

（5）測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是_________；出現(xiàn)淺紅色沉淀時(shí)，若溶液中c(CrO42-)=0.0025mol／L，通過計(jì)算說明該實(shí)驗(yàn)可以使用K2CrO4溶液為指示劑的原因______(呈現(xiàn)計(jì)算過程)。已知：Ksp(Ag2CrO4)=1.0×10-12Ksp(AgCl)=1.8×10-10

（6）經(jīng)上述實(shí)驗(yàn)測定，配合物M中鈷、氮、氯的物質(zhì)的量之比為1：6：3，其中氮元素以氨的形式存在。制備M的化學(xué)方程式為_____________________，其中雙氧水的作用是__________；制備M的過程中溫度不能過高的原因是_________________。

Answer 1

【答案】 平衡氣壓（當(dāng)A中壓力過大時(shí)，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定） 分液漏斗 A 42.00 偏高 減少鹽酸的揮發(fā)，有利于氨氣的吸收 AgNO3見光易分解 當(dāng)溶液中出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時(shí)，c2(Ag＋)×c(CrO42－)=1.0×10－12，代入求得c (Ag＋)=2.0×10－5 mol/L。此時(shí)c (Ag＋)×c(Cl－)=1.8×10－10，代入求得 c(Cl－)=9.0×10－6 mol/L＜1.0×10－5 mol/L，所以當(dāng)出現(xiàn)淺紅色沉淀時(shí)Cl－已完全沉淀。 2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O 氧化劑 溫度過高過氧化氫分解、氨氣逸出

【解析】試題分析：本題考查物質(zhì)組成的探究實(shí)驗(yàn)。涉及中和滴定的計(jì)算和誤差分析，溶度積的計(jì)算，化學(xué)方程式的書寫和反應(yīng)條件的控制。

（1）裝置A中玻璃管的作用是平衡氣壓，當(dāng)A中壓力過大時(shí)，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。裝置B中儀器a的名稱為分液漏斗。

（2）依據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)步驟，在晶體中加入NaOH溶液充分反應(yīng)后，通入水蒸氣將氨全部蒸出，所以酒精燈應(yīng)放置在A處，產(chǎn)生水蒸氣。

（3）25.00mL吸收液中過量的n（HCl）=n（NaOH）=2mol/L0.0125L=0.025mol，則吸收氨氣的n（HCl）=7mol/L0.5L-0.025mol=3mol，根據(jù)反應(yīng)NH3+HCl=NH4Cl，n（NH3）=3mol，根據(jù)N守恒，樣品中m（N）=3mol14g/mol=42.00g。

（4）由于鹽酸的揮發(fā)，吸收NH3的HCl偏大，會造成測得氮的含量結(jié)果將偏高。冰水混合物的作用是：減少鹽酸的揮發(fā)，有利于氨氣的吸收。

（5）氯的測定中以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，由于AgNO3溶液見光易分解，所以用棕色滴定管。當(dāng)溶液中出現(xiàn)Ag2CrO4沉淀時(shí)，c2（Ag+）c（CrO42-）=1.0×10－12，將c（CrO42-）=0.0025mol/L代入求得c（Ag+）=2.0×10－5 mol/L。此時(shí)c（Ag+）×c（Cl-）=1.8×10－10，代入求得c（Cl-）=9.0×10－6 mol/L＜1.0×10－5 mol/L，所以當(dāng)出現(xiàn)淺紅色沉淀時(shí)Cl－已完全沉淀。

（6）配合物M中鈷、氮、氯的物質(zhì)的量之比為1：6：3，其中氮元素以氨的形式存在，M的化學(xué)式為[Co（NH3）6]Cl3。配合物M以濃氨水、雙氧水、CoCl2·6H2O、NH4Cl為原料在加熱條件下通過活性炭的催化來合成，在反應(yīng)中Co元素的化合價(jià)由+2價(jià)升至+3價(jià)，H2O2作為氧化劑被還原成H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，制備M的化學(xué)方程式為：2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O22[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。在反應(yīng)中雙氧水作氧化劑。由于雙氧水受熱易分解，氨水受熱分解逸出氨氣，所以制備M的過程中溫度不能過高。