[题目]实验室以H2O2作氧化剂.在大量氨和氯化铵存在下.选择活性炭作为催化剂制备三氯化六氨合钴(III)配合物(活性的二价钴氨配合物氧化为惰性的三价钴氨配合物)的流程如下:已知:Co(NH3)6Cl3在不同温度下水中的溶解度曲线如图.(一)三氯化六氨合钴(III)配合物的制备(1)步骤②中要冷却至10℃再缓慢地边搅拌边加入H2O2溶液.这样操作的目� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】实验室以H2O2作氧化剂，在大量氨和氯化铵存在下，选择活性炭作为催化剂制备三氯化六氨合钴(III)配合物(活性的二价钴氨配合物氧化为惰性的三价钴氨配合物)的流程如下：

已知：Co(NH3)6Cl3在不同温度下水中的溶解度曲线如图。

(一)三氯化六氨合钴(III)配合物的制备

(1)步骤②中要冷却至10℃再缓慢地边搅拌边加入H2O2溶液，这样操作的目的是：________。

(2)实验室制备三氯化六氮合钴(III)总反应化学方程式为：_______________________。

(3)实验操作1为______________。操作2在[Co(NH3)6]Cl3溶液中加入浓盐酸的目的是____________________________________________。

(4)实验中用到减压抽滤装置如图，当抽滤完毕或中途停止抽滤时，应当采取的正确操作过程是_________________。

(二)产品中NH3含量的测定

现称取0.1000g产品，在三颈烧瓶中发生如下反应：

[Co(NH3)x]Cl3+3NaOH=Co(OH)3↓+xNH3↑+3NaCl(见下图)，锥形瓶中装有10.00mL c mol·L-1 H2SO4，加热烧瓶，使NH3完全逸出。滴加2滴指示剂，用0.5000mol·L-1 NaOH标准溶液滴定，滴定达到终点时消耗NaOH溶液V mL。

(5)下列关于实验的说法不正确的是______________。

A.第①步需在NH4Cl溶液中加入研细的CoCl2·6H2O晶体，目的是加速固体的溶解

B.原料NH4Cl的主要作用是抑制NH3·H2O的电离，有利于生成二价钴氨配合物，不形成Cu(OH)2

C.减压过滤涉及转移溶液，具体是：用倾析法先转移溶液，后开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀

D.第④步中使用含有盐酸的沸水，促进产品的析出

E.滴定时加入的2滴指示剂是酚酞

(6)根据实验(二)的数据计算：晶体中NH3的质量分数为__________(用含字母的式子表示)。

【答案】防止温度过高H2O2分解，NH3·H2O分解；降低反应速率，防止反应过于剧烈 2CoCl2·6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+14H2O 趁热过滤有利于[Co(NH3)6]Cl3晶体的析出（同离子效应），提高产率先打开活塞d，后关闭水龙头 DE (0.34c-0.085V) ×100%

【解析】

（1）反应物有H2O2、氨水，这两个物质都对热不稳定，使用时需要注意反应的问题；此外，缓慢加入是为了防止反应过于剧烈；

（2）根据题中的信息，该反应的反应物有CoCl2·6H2O、NH3、NH4Cl、H2O2，生成物有[Co(NH3)6]Cl3，H2O2的还原产物一般是H2O，据此写出化学方程式并配平即可；

（3）向[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合溶液中加入含浓HCl沸水，经操作I得到[Co(NH3)6]Cl3溶液，则操作I为趁热过滤；向[Co(NH3)6]Cl3溶液中加入浓HCl，可以促进[Co(NH3)6]Cl3晶体的析出（同离子效应）；

（4）当抽滤完毕或中途停止抽滤时，应当采取的正确操作过程是先打开活塞d，后关闭水龙头；

（5）A、将固体研碎加入到溶液中，目的是加快溶解；

B、氨水中存在:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，运用平衡移动的原理分析；

C、该实验操作正确；

D、加入含HCl的沸水后，经过过滤得到[Co(NH3)6]Cl3溶液，显然该操作不是为了析出固体；

E、滴定达到终点时，溶液中有NH4+，呈酸性，所以使用甲基橙作指示剂，；

（6）根据滴定计算即可。

（1）反应物有H2O2、氨水，这两个物质都对热不稳定，使用时大多情况下需要低温，防止这两个物质分解；此外，缓慢加入是为了防止反应过于剧烈；

（2）该反应的化学方程式为：2CoCl2·6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+14H2O；

（3）向[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合溶液中加入含浓HCl沸水，经操作I得到[Co(NH3)6]Cl3溶液，则操作I为趁热过滤；向[Co(NH3)6]Cl3溶液中加入浓HCl，可以促进[Co(NH3)6]Cl3晶体的析出，提高产率；

（4）当抽滤完毕或中途停止抽滤时，应当采取的正确操作过程是先打开活塞d，后关闭水龙头；

（5）A正确；

B、氨水中存在:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，向溶液中加入NH4Cl，可以抑制NH3·H2O的电离，减小OH-的浓度，增大NH3的浓度，以促进二价钴氨配合物的生成，抑制Cu(OH)2的生成，B正确；

C正确；

D、加入含HCl的沸水后，经过过滤得到[Co(NH3)6]Cl3溶液，则该步骤不是为了促进产品的析出，D错误；

E、滴定达到终点时，溶液中有NH4+，呈酸性，所以使用甲基橙作指示剂，而不是用酚酞，E错误；

故选DE；

（6）n(NaOH)=V×10-3L×0.5mol/L=0.5V×10-3mol，由于2NaOH-H2SO4，则剩余H2SO4 0.25V×10-3mol，故吸收NH3的H2SO4有(0.01c-0.25V×10-3)mol，由于2NH3-H2SO4，则吸收的NH3有(0.02c-0.5V×10-3)mol，故晶体中NH3的质量分数为×100%=(0.34c-0.085V) ×100%。

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请写出NO2和NO按体积比1：1被吸收时反应的离子方程式_________________________。

(2)科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。

①己知：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-113.0kJ· mol-1

2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l) △H2=-288.4kJ· mol-1

N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=+180.5kJ· mol-1

请判断反应NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(l) △H4，在低温下能否自发进行_______(填“能”或“否”)，理由是__________________________。

②己知TiO2催化尾气降解原理为：

2CO(g)+O2(g)2CO2(g)；2H2O(g)+4NO(g)+3O2(g)4HNO3(g)

i、在一定条件下，模拟CO、NO的降解，得到降解率(即转化率)随时间变化如图所示，

反应40秒后检测到混合气体中N2浓度上升，HNO3气体浓度有所降低，请用化学方程式并结合化学反应原理知识解释可能的原因____________________________________________。

ii，沥青混凝土也可降解CO。如图为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)在不同温度下，反应相同时间，测得CO降解率变化。结合图表回答下列问题：

已知在50℃时在α型沥青混凝土容器中，平衡时O2浓度为0.01mol·L-1，求此温度下CO降解反应的平衡常数____________________(用含x的代数式表示)；以β型沥青混凝土颗粒为载体，将TiO2改为催化效果更好的TiO2纳米管，在10～60℃范围内进行实验，请在图中用线段与阴影，仿照“示例”描绘出CO降解率随温度变化的曲线可能出现的最大区域范围(示例：)_____________________。