Question

【题目】某小组以CoCl26H2O、过氧化氢、液氨、氯化铵固体为原料，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，将样品溶液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 molL-1的盐酸溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 molL-1 NaOH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，至出现砖红色沉淀不在消失为终点（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，一般选用的指示剂为___________。

（3）样品中氨的质量分数表达式为____________________。

（4）测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是____________________。

（5）经测定，样品X中钴、氨和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】瓶A中的压力过大时，安全管中的液面上升，使A瓶中的压力稳定 酚酞 ％ 防止硝酸银见光分解 + 3 2CoCl2 +2 NH4Cl +10NH3 + H2O2 ===2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O 温度过高过氧化氢分解，氨气逸出

【解析】

根据实验目的及实验装置图分析各仪器的作用；根据酸碱滴定原理分析指示剂的选择；根据滴定原理及题给数据计算样品的中氨的质量分数；根据硝酸银的不稳定性选择适当的滴定管；根据化合物中元素化合价代数和为0分析元素的化合价，根据题给信息书写反应方程式，分析反应条件。

（1）无论三颈瓶中压强过大或过小，都会造成危险，若过大，A在导管内液面升高，将缓冲压力，若过小，外界空气通过导管进入烧瓶，也不会造成倒吸，安全作用的原理是使A中压强稳定，故答案为：当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定；

（2）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，甲基橙为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂，所以可以选取甲基橙或酚酞作指示剂，故答案为：酚酞；

（3）与氨气反应的n（HCl）=V1×10-3L×c1molL-1-c2molL-1×V2×10-3L=（c1·V1-c2·V2）×10-3mol，根据氨气和HCl的关系式知，n（NH3）=n（HCl）=（c1·V1-c2·V2）×10-3mol，氨的质量分数=，故答案为：；

（4）硝酸银不稳定，见光易分解，为防止硝酸银分解，用棕色滴定管盛放硝酸银溶液，故答案为：防止硝酸银见光分解；

（5）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得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 +2 NH4Cl +10NH3 + H2O2 =2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O；双氧水易分解、气体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，故答案为：+ 3；2CoCl2 +2 NH4Cl +10NH3 + H2O2 ===2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O ；温度过高过氧化氢分解，氨气逸出。