Question

【题目】某小组以CoCl36H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。

①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mLc1 molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。

②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。

回答下列问题：

(1)装置中安全管的作用原理是___。

(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用______式滴定管，可使用的指示剂为_______。

(3)样品中氨的质量分数表达式为_______。

(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将_____(填“偏高”或“偏低”)。

(5)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是_____；滴定终点时，若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 molL-1，c(CrO42-)为_____ molL-1。(已知：K sp(Ag2CrO4)=1.12×10-12)

(6)经测定，样品X中钴氨氯的物质的量之比为1：6：3，钴的化合价为_____，制备X的化学方程式为______；X的制备过程中温度不能过高的原因是_____。

Answer 1

【答案】当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定 碱 酚酞(或甲基红) ×100% 偏低 防止硝酸银见光分解 2.8×10-3 +3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出

【解析】

(1)通过2中液面调节A中压强；

(2)碱只能盛放在碱式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中；NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂；

(3)根据氨气和盐酸反应之间的关系式计算氨气的质量，再根据质量分数公式计算氨质量分数；

(4)若气密性不好，导致氨气的量偏低；

(5)硝酸银不稳定，易分解；根据离子积常数计算c(CrO42-)；

(6)根据化合物中各元素化合价的代数和为0计算Co元素化合价；该反应中Co失电子、双氧水得电子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3发生反应生成[Co(NH3)6]Cl3和水；温度高，双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低。

(1)通过导管2中液面调节A中压强，如果A中压力过大时，安全管中液面上升，使A中压力减小，从而使A瓶中稳定压力；

(2)碱只能盛放在碱式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时，应使用碱式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂，甲基红为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂，所以可以选取甲基红或酚酞作指示剂；

(3)与氨气反应的n(HCl)=10-3V1 L×c1 mol/L-c2 mol/L×10-3V2 L=10-3(c1·V1-c2·V2) mol，根据氨气和HCl的关系式知，n(NH3)=n(HCl)=10-3(c1·V1-c2·V2) mol，所以氨的质量分数=×100%；

(4)若气密性不好，导致部分氨气泄漏，使氨气质量分数偏低；

(5)硝酸银不稳定，见光易分解，为防止硝酸银分解，用棕色试剂瓶盛放硝酸银溶液；Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12，由于c(Ag+)=2.0×10-5 molL-1，所以c(CrO42-)=mol/L=2.8×10-3 mol/L；

(6)经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则其化学式为[Co(NH3)6]Cl3，根据化合物中各元素化合价的代数和为0，可知Co元素化合价为+3价；该反应中Co失电子、双氧水得电子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3发生反应生成[Co(NH3)6]Cl3和水，反应方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O；双氧水温度高易分解、气体在溶液中的溶解度随着温度的升高而降低，所以X的制备过程中温度不能过高，否则温度越高过氧化氢分解、氨气逸出。