题目内容

【题目】三氯化六氨合钴(III)([Co(NH3)6]Cl3 是合成其他含钴配合物的重要原料。在活性炭的催化作用下,通过氧化二氯化六氨合钴(II)得到三氯化六氨合钴(III)制备流程如下:

资料:

①钴离子常见价态有+2(II)价,+3(III)价,Co(II)离子能在水溶液中稳定存在,但 Co(III)离子不能稳定存在,只能以固态或络合物形式(如[Co(NH3)6]3+)稳定存在溶液中。

Co2+pH=9.4 时完全沉淀为 Co(OH)2

1) 实验中需要将 CoCl2·6H2O 晶体研细,其目的是:__________________

2)在加入浓氨水前先加入大量 NH4Cl溶液,请结合平衡原理解释原因______________________

3)在“氧化”过程中需水浴控温在 5060℃,温度不能过高,原因是______________________

4)写出“氧化”过程中反应的离子方程式_______________

5)为测定产品中钴的含量,进行下列实验:

①称取样品 4.000 g 于烧瓶中,加水溶解,加入足量的 NaOH 溶液,加热至沸 1520 min,将 [CoNH36]Cl3 完全转化为 CoOH3,冷却后加入足量 KI 固体和 HCl 溶液,充分反应一段时间后,将烧瓶中的溶液全部转移至 250.00 mL 容量瓶中,加水定容,取其中 25.00 mL 试样加入到锥形瓶中;

②用 0.100 0 mol·L 1 Na2S2O3 标准溶液滴定,溶液变为浅黄色后,加入淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点,重复 2 次实验,测得消耗 Na2S2O3 溶液的平均体积为 15.00 mL。(已知:2Co32I=2Co2I2I22S2O32=2IS4O62).通过计算确定该产品中钴的含量___________________

【答案】增大晶体的表面积,加快反应的速度 NH4Cl溶于水电离出的NH4,增大溶液中c(NH4+),使NH3·H2ONH4++OH电离平衡逆移降低c(OH),防止加氨水时溶液中c(OH)过大使钴(II)离子沉淀 温度过高会导致 H2O2 大量分解,降低产率 2Co(NH3)62+ + H2O2= 2Co(NH3)63+ + 2OH 22.125%

【解析】

由于Co2+pH=9.4 时完全沉淀为 Co(OH)2,将CoCl2·6H2O晶体研细先加入氯化铵溶液,再加入浓氨水反应生成[Co(NH3)6]Cl2,[Co(NH3)6]Cl2H2O2发生氧化反应生成[Co(NH3)6]Cl3

1)实验中需要将CoCl2·6H2O晶体研细,其目的是增大晶体的表面积,加快反应的速度;故答案为:增大晶体的表面积,加快反应的速度。

2)根据题中信息Co2+pH=9.4时完全沉淀为Co(OH)2,因此在加入浓氨水前先加入大量NH4Cl溶液,主要是NH3·H2O NH4++OH,能电离出OH,易和Co2+反应生成Co(OH)2NH4Cl溶于水电离出的NH4,增大溶液中c(NH4+),使电离平衡逆向移动,降低c(OH)浓度,防止加氨水时溶液中c(OH)过大使钴(II)离子沉淀;故答案为:NH4Cl溶于水电离出的NH4,增大溶液中c(NH4+),使NH3·H2ONH4++OH电离平衡逆移降低c(OH),防止加氨水时溶液中c(OH)过大使钴(II)离子沉淀。

3H2O2 在较高温度下会导致大量分解,氧化效果降低,从而降低产率,因此在“氧化”过程中需水浴控温在5060℃,温度不能过高;故答案为:温度过高会导致 H2O2 大量分解,降低产率。

4)“氧化”过程中Co(NH3)62+ H2O2反应生成Co(NH3)63+ OH,其离子方程式2Co(NH3)62+ + H2O2= 2Co(NH3)63+ + 2OH;故答案为:2Co(NH3)62+ + H2O2= 2Co(NH3)63+ + 2OH

5)根据方程式可得关系式Co3S2O32n(Co3)= n(S2O32)= 0.100 0 molL1×0.015 mL×10 =0.015mol;故答案为:22.125%。

练习册系列答案
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(1)已知:①2H2Se(g)+O2(g)2Se(s)+2H2O(l) H1=akJ/mol

2H2(g)+O2(g)2H2O(l) H2=bkJ·mol-1

则反应 H2(g)+Se(s)H2Se(g) H3=___________kJ/mol(用含ab 的代数式表不)

(2)T℃时,向一恒容密闭容器中加入3molH2lmolSe,发生反应H2(g)+Se(s)H2Se(g)

①下列情况可判断反应达到平衡状态的是__________(填字母代号)

a.气体的密度不变 b.v(H2)= v(H2Se)

c.气体的压强不变 d.气体的平均摩尔质量不变

②当反应达到平衡后,将平衡淮合气体通入气体液化分离器使H2Se气体转化为H2Se液体,并将分离出的 H2再次通入发生反应的密闭容器中继续与Se反应时,Se的转化率会提髙,请用化学平衡理论解释:_____________________________________________

③以5小时内得到的H2Se为产量指标,且温度、压强对H2Se产率的影响如图所示:

则制备H2Se的最佳溫度和压强为______________________________

(3)工业上从含硒废料中提取硒的方法是用硫酸和硝酸钠的混合溶液处理后获得亚硒酸和少量硒酸,再与盐酸共热,硒酸转化为亚硒酸,硒酸与盐酸反应的化学方程式为_________,最后通入SO2析出硒单质。

(4)已知常温下H2Se的电离平衡常数K1=1.3×10-4K2=5.0×10-11,则NaHSe溶液呈__________(酸性碱性”),请通过计算数据说明___________________________

【题目】研究不同 pHCuSO4 溶液对 H2O2 分解的催化作用。资料:aCu2O 为红色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成 CuCu2+bCuO2 为棕褐色固体,难溶于水,能溶于硫酸,生成 Cu2+H2O2cH2O2 有弱酸性:H2O2 H+ +HO2-HO2- H+ +O22-

编号

实验

现象

1 mL pH21 mol·L 1 CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液

出现少量气泡

1 mL pH31 mol·L 1 CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液

立即产生少量棕黄色沉淀,出现较明显气泡

1 mL pH51 mol·L 1CuSO4溶液中加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液

立即产生大量棕褐色沉淀,产生大量气泡

1) 经检验生成的气体均为 O2,Ⅰ中 CuSO4 催化分解 H2O2 的化学方程式是__

2)对Ⅲ中棕褐色沉淀的成分提出 2 种假设:ⅰ.CuO2,ⅱ.Cu2OCuO2 的混合物。为检验上述假设,进行实验Ⅳ:过滤Ⅲ中的沉淀,洗涤,加入过量硫酸,沉淀完全溶解,溶液呈蓝色,并产生少量气泡。

①若Ⅲ中生成的沉淀为 CuO2,其反应的离子方程式是__

②依据Ⅳ中沉淀完全溶解,甲同学认为假设ⅱ不成立,乙同学不同意甲同学的观点,理由是__

③为探究沉淀中是否存在 Cu2O,设计如下实验:

将Ⅲ中沉淀洗涤、干燥后,取 a g 固体溶于过量稀硫酸,充分加热。冷却后调节溶液 pH,以 PAN 为指示剂,向溶液中滴加 c mol·L 1EDTA 溶液至滴定终点,消耗 EDTA 溶液 V mLV=__,可知沉淀中不含 Cu2O,假设ⅰ成立。(已知:Cu2++EDTA= EDTA-Cu2+M(CuO2)=96 g·mol 1M(Cu2O)=144 g·mol1

3)结合方程式,运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因__

4)研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pHH2O2 分解速率不同的原因。

实验Ⅴ:在试管中分别取 1 mL pH2351 mol·L1 Na2SO4 溶液,向其中各加入 0.5 mL 30% H2O2 溶液,三支试管中均无明显现象。

实验Ⅵ:__(填实验操作和现象),说明 CuO2 能够催化 H2O2 分解。

5)综合上述实验,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中不同 pHH2O2 的分解速率不同的原因是__

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