Question

　　钴(Co)化合物对化学键的研究起着重要的作用．为测定某钴化合物[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z的组成，进行如下实验：

　　称取样品0.5010 g，加入过量的NaOH溶液，煮沸，蒸出所有的氨，冷却，得到A．产生的氨用50.00 mL　0.5000 mol·L^－1的盐酸完全吸收并用蒸馏水定容到100 mL，得溶液B，取B溶液20.00 mL，用0.1000 mol·L^－1　NaOH滴定，消耗NaOH溶液30.00 mL．向A中加入过量的KI固体，振荡，盐酸酸化后置于暗处，发生反应：Co^m+＋I^－→Co²⁺＋I₂(未配平)反应完成后，蒸馏水稀释，用Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂，消耗0.1000 mol·L^－1　Na₂S₂O₃溶液20.00 mL．反应方程式为：I₂＋2Na₂S₂O₃＝2NaI＋Na₂S₄O₆另称取该物质样品0.2505 g，溶于水，以0.1000 mol·L^－1　AgNO₃溶液滴定至恰好反应完全，消耗AgNO₃溶液20.00 mL．相应反应式为：[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z＋zAgNO₃＝[Co(NH₃)_xCl_y](NO₃)_z＋zAgCl↓通过计算求：

⑴[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的质量分数．

⑵该钴化合物的化学式．

Answer 1

答案：
解析：

　　答：⑴[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的质量分数为27.94％

　　⑵该钴化合物的化学式为：[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂

　　解：⑴NaOH＋HCl＝NaCl＋H₂ONH₃＋HCl＝NH₄Cl

　　20.00 mL　B溶液消耗0.1000 mol·L^－1　NaOH　30.00 mL．

　　20.00 mL　B溶液中过量的HCl：n(HCl)＝0.003000 mol，100 mL　B溶液中过量的HCl：n(HCl)＝0.01500 mol那么与NH₃反应的n(HCl)＝0.01000 mol

　　故0.5010 g样品中n(NH₃)＝0.01000 moln(N)＝0.01000 mol

　　[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的质量分数

　　

　　⑵I₂＋2Na₂S₂O₃＝＝2NaI＋Na₂S₄O₆

　　因反应用去0.1000 mol·L^－1　Na₂S₂O₃溶液20.00 mL，推算出：n(I₂)＝0.001000 mol　Co与Fe同一族，Co^m+具有强氧化性，故设m＝3

　　则有：2Co³⁺＋2I^－＝＝2Co²⁺＋I₂n(Co³⁺)＝0.002000 mol

　　0.5010 g样品中Cl的总质量为：

　　m(Cl)＝0.5010 g－0.002000 mol×59 g·mol^－1－0.01000 mol×17 g·mol^－1＝0.2130 g

　　n(Cl)＝0.006000 mol

　　又有：[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z＋zAgNO₃＝＝[Co(NH₃)_xCl_y](NO₃)_z＋zAgCl↓

　　0.2505 g样品扩大一倍来算(即用0.5010 g)推算出：

　　反应消耗AgNO₃：n(AgNO₃)＝0.1000 mol·L^－1×40.00 mL＝0.004000 mol

　　即发生上述反应的Cl^－为：n(Cl^－)＝0.004000 mol

　　则有y∶z＝(0.006000 mol－0.004000 mol)∶0.004000 mol＝1∶2

　　同时还有：1∶x∶(y＋z)＝0.002000∶0.01000∶0.006000＝1∶5∶3

　　解得：x＝5，y＝1，z＝2

　　带入[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中，求得Co化合价为：＋3假设成立

　　该钴化合物的化学式为：[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂