Question

钴(Co)的化合物是一类重要化合物，在科学研究和生产中都有广泛的应用。某科研小组为测定某钴化合物[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z的组成，进行如下实验：

①称取样品0.2505g，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50.00mL0.5000mol·L^-1的盐酸完全吸收，并用蒸馏水定容至100mL，得溶液B。取B溶液20.00mL，用0.1000mol·L^-1NaOH滴定，消耗NaOH溶液40.00mL。

②向A中加入过量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0.1000mol·L^-1Na₂S₂O₃溶液20.00mL。反应方程式为：I₂+2Na₂S₂O₃====2NaI+Na₂S₄O₆

③另称取该物质样品0.2505g，溶于水，以0.1000mol·L^-1AgNO₃溶液滴定至恰好反应完全，消耗AgNO₃溶液20.00mL。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：

(1)写出用氢氧化钠溶液滴定溶液B时的离子方程式。

(2)[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z中氮元素的质量分数。

(3)请写出该钴化合物的化学式，写出[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z溶于水时的电离方程式。

Answer 1

(1)OH^-+H⁺=H₂O 

(2)27.94％

(3)[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂

[Co(NH₃)₅Cl] Cl₂=[Co(NH₃)5Cl]²⁺+2Cl^-

提示：氢氧化钠溶液滴定溶液B时，溶液中过量的盐酸跟氢氧化钠反应，其中的氯化铵没有跟氢氧化钠溶液反应。

根据①可计算出0.5010g样品跟氢氧化钠反应生成NH₃的物质的量。根据②判断出样品中含Co^m+的物质的量是被氧化的厂的倍数，再结合③可确定化学式。

0.2505g[Co(NH₃)_xCl_y]Cl_z样品跟NaOH溶液共热时生成NH₃的物质的量为

n(NH₃)=0.05×0.5000-0.04×0.1000×=0.00500mol

A溶液中跟碘化钾反应生成I₂的物质的量为

0.1000×0.02×=0.001mol

0.2505g样品可生成0.002molAgCl，所以有x：z=5:2。再将样品质量数据、题给的化学式等综合起来可确定化学式为[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂。根据③中信息可判断，[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂只能电离成[Co(NH₃)₅Cl]²⁺、Cl^-两种离子。

涉及到酸碱中和、氧化还原反应、元素化合价、配合物等基础知识。主要考查分析和综合能力，测试对元素化合物知识的掌握水平和化学计算基本技能，难度较大，属于拉分题。