题目内容

某小组以CoCl2?6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,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,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mL c1mol?L-1的盐酸标准溶液吸收.蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol?L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mL 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再消失为终点(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标准溶液确定过剩的HCl时,应使用
 
式滴定管,可使用的指示剂为
 

(3)样品中氨的质量分数表达式为
 

(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将
 
(填“偏高”或“偏低”).
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是
 
,滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5mol?L-1,c(CrO42-)为
 
mol?L-1.(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12
(6)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
 
考点:真题集萃,探究物质的组成或测量物质的含量
专题:实验探究和数据处理题
分析:(1)通过2中液面调节A中压强;
(2)碱只能盛放在碱式滴定管中,酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中;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;
(3)根据氨气与和氨气反应盐酸之间的关系式计算氨气的质量,再根据质量分数公式计算氨质量分数;
(4)若气密性不好,导致氨气的量偏低;
(5)硝酸银不稳定,易分解;根据离子积常数计算c(CrO42-);
(6)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(NH36]Cl3,根据化合物中各元素化合价的代数和为0计算Co元素化合价;该反应中Co失电子、双氧水得电子,CoCl2?6H2O、NH4Cl、H2O2、NH3发生反应生成[Co(NH36]Cl3和水;双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低.
解答: 解:(1)通过2中液面调节A中压强,如果A中压力过大时,安全管中液面上升,使A中压力减小,从而稳定压力,
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)碱只能盛放在碱式滴定管中,酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中,所以用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时,应使用碱式滴定管盛放NaOH溶液;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,甲基红为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂,所以可以选取甲基红或酚酞作指示剂,
故答案为:碱;酚酞或甲基红;
(3)与氨气反应的n(HCl)=10-3V1L×c1mol?L-1-c2mol?L-1 ×10-3V2L=10-3(c1V1-c2V2)mol,根据氨气和HCl的关系式知,n(NH3)=n(HCl)=10-3(c1V1-c2V2)mol,氨的质量分数=
10-3(c1V1-c2V2)mol×17g/mol
wg
×100%
,故答案为:
10-3(c1V1-c2V2)mol×17g/mol
wg
×100%

(4)若气密性不好,导致部分氨气泄漏,所以氨气质量分数偏低,故答案为:偏低;
(5)硝酸银不稳定,见光易分解,为防止硝酸银分解,用棕色试剂瓶盛放硝酸银溶液;c(CrO42-)=
1.12×10-12
(2.0×10-5)2
mol/L=2.8×10-3 mol/L,
故答案为:防止硝酸银见光分解;2.8×10-3
(6)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(NH36]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,CoCl2?6H2O、NH4Cl、H2O2、NH3发生反应生成[Co(NH36]Cl3和水,反应方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2
 催化剂 
.
 
2[Co(NH36]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+2NH4Cl+10NH3+H2O2
 催化剂 
.
 
2[Co(NH36]Cl3+2H2O;温度越高过氧化氢分解、氨气逸出.
点评:本题考查了物质含量的沉淀,涉及难溶物的溶解平衡、氧化还原反应、物质含量的测定等知识点,明确实验原理是解本题关键,知道指示剂的选取方法,题目难度中等.
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