Question

14．实验室中利用CoCl₂•6H₂O为原料制取三氯化六氨合钴的实验步骤如图1：

已知：
①Co（NH₃）₆Cl₃在不同温度下水中的溶解度曲线如图2．
②在Co（NH₃）₆Cl₃溶液中加入一定量盐酸有利于结晶．
③K_sp=1.09×10^-15，K_sp=2×10^-44．
（1）在实验过程中NH₄Cl除作反应物外，还可防止在滴加氨水时c（OH^-）过大，其原理是NH₄Cl溶于水电离出NH₄⁺会抑制NH₃•H₂O的电离．
（2）氧化过程中加入氨水和H₂O₂在溶液中生成Co（NH₃）₆Cl₃．
①氧化时须先加入氨水再加入H₂O₂，其原因是防止Co（OH）₃的生成．
②该反应的化学方程式为H₂O₂+2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃•H₂O=2Co（NH₃）₆Cl₃+12H₂O或H₂O₂+2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃=2Co（NH₃）₆Cl₃+2H₂O．
③反应时需要控制反应温度在50℃～60℃之间，可采取的加热方式是水浴加热．
（3）冰水冷却的目的是降低三氯化六氨合钴的溶解度，提高产量．
（4）请补充完整由过滤后所得滤渣获取Co（NH₃）₆Cl₃的实验方案：将滤渣加入沸水中，充分搅拌，
趁热过滤，向滤液中加入少量浓盐酸，用冰水浴冷却后过滤，再用少许乙醇洗涤，低温干燥．（实验中须使用的试剂：盐酸、乙醇）

Answer 1

分析 实验室制备三氯化六氨合钴（Ⅲ）的化学方程式为：2CoCl₂•6H₂O+10NH₃+2NH₄Cl+H₂O₂═2[Co（NH₃）₆]Cl₃+14H₂O，NH₄Cl溶液中加入CoCl₂•6H₂O晶体溶解，得到溶液加入浓氨水和活性炭，加入过氧化氢，需要水浴加热保持温度50℃～60℃反应得到Co（NH₃）₆Cl₃液，冷却过滤得到[Co（NH₃）₆]Cl₃，将滤渣加入沸水中，充分搅拌，趁热过滤，向滤液中加入少量浓盐酸，用冰水浴冷却后过滤，再用少许乙醇洗涤，据此分析．

解答 解：（1）在碱性条件下容易生成氢氧化钴沉淀，因此原料NH₄Cl的主要作用除了提供NH₃以外，NH₄Cl溶于水电离出NH₄⁺会抑制NH₃•H₂O的电离，降低溶液的碱性，
故答案为：NH₄Cl溶于水电离出NH₄⁺会抑制NH₃•H₂O的电离；
（2）①氧化时须先加入氨水再加入H₂O₂，若先加过氧化氢，将+2加钴氧化到+3价，再加入氨水，会有Co（OH）₃的生成，不利于产物的生成；
故答案为：防止Co（OH）₃的生成；
②氧化过程中加入氨水和H₂O₂在溶液中生成Co（NH₃）₆Cl₃的反应物为：H₂O₂+2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃•H₂O=2Co（NH₃）₆Cl₃+12H₂O或H₂O₂+2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃=2Co（NH₃）₆Cl₃+2H₂O；
故答案为：H₂O₂+2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃•H₂O=2Co（NH₃）₆Cl₃+12H₂O或H₂O₂+2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃=2Co（NH₃）₆Cl₃+2H₂O；
③用水浴加热控制反应温度在50℃～60℃之间；
故答案为：水浴加热；
（3）由图2可知Co（NH₃）₆Cl₃水中的溶解度随温度的升高而增大，则为了降低三氯化六氨合钴的溶解度，提高产量，应冰水冷却；
故答案为：降低三氯化六氨合钴的溶解度，提高产量；
（4）由过滤后所得滤渣获取Co（NH₃）₆Cl₃的实验方案：将滤渣加入沸水中，充分搅拌，趁热过滤，向滤液中加入少量浓盐酸，用冰水浴冷却后过滤，再用少许乙醇洗涤；
故答案为：趁热过滤，向滤液中加入少量浓盐酸，用冰水浴冷却后过滤，再用少许乙醇洗涤．

点评 本题考查了物质制备实验方法，物质性质的理解应用是解题的关键，分析题干信息和物质性质是解题关键，题目难度中等．