Question

19．某小组以CoCl₂•6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成橙黄色晶体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V₁ mL c₁mol/L的盐酸标准溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂mLNaOH溶液．氨的测定装置（已省略加热和夹持装置）
①装置中安全管2的作用是使A瓶中压强稳定．盛10%NaOH溶液仪器3的名称是分液漏斗．
②用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用碱式滴定管，用酚酞做指示剂，判断达到滴定终点时的现象为溶液变为浅红色，且30秒内不褪色．
③样品中氨的质量分数表达式为$\frac{（{C}_{1}{{V}_{\;}}_{1}-{C}_{2}V{\;}_{2}）×10{\;}^{-3}×17}{w}$×100%．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偏低（填“偏高”或“偏低”）．
（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，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag₂CrO₄为砖红色）．滴定终点时，若溶液中c（Ag⁺）=2.0×10^-5mol/L，则c（CrO₄^2-）为2.8×10^-3mol/L，（已知：K_sp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12）
（3）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量比为1：6：3，又知X 的化学式类似于氢氧化二氨合银Ag（NH₃）₂OH，制备X的化学方程式为2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O．X的制备过程中温度不能过高的原因是温度越高过氧化氢分解、氨气逸出，都会造成测量结果不准确．

Answer 1

分析 （1）①通过2中液面调节A中压强；根据装置图可知，仪器3为分液漏斗；
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；用酚酞做指示剂，滴定终点时溶液呈浅红色；
③根据氨气与和盐酸反应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；若气密性不好，导致氨气的量偏低；
（2）根据离子积常数K_sp（Ag₂CrO₄）=c（CrO₄^2-）•c²（Ag⁺）计算c（CrO₄^2-）；
（3）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则X的化学式为[Co（NH₃）₆]Cl₃，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（NH₃）₆]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）①无论三颈瓶中压强过大或过小，都不会造成危险，若过大，A在导管内液面升高，将缓冲压力，若过小，外界空气通过导管进入烧瓶，也不会造成倒吸，安全作用的原理是使A中压强稳定，根据装置图可知，仪器3为分液漏斗，
故答案为：使A瓶中压强稳定；分液漏斗；
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；用酚酞做指示剂，判断达到滴定终点时的现象为溶液变为浅红色，且30秒内不褪色，
故答案为：碱；溶液变为浅红色，且30秒内不褪色；
③与氨气反应的n（HCl）=V₁×10^-3L×C₁mol•L^-1-C₂mol•L^-1 ×V₂×10^-3L=（C₁V₁-C₂V₂）×10^-3mol，根据氨气和HCl的关系式知，n（NH₃）=n（HCl）=（C₁V₁-C₂V₂）×10^-3mol，氨的质量分数=$\frac{（{C}_{1}{{V}_{\;}}_{1}-{C}_{2}V{\;}_{2}）×10{\;}^{-3}×17}{w}$×100%，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：$\frac{（{C}_{1}{{V}_{\;}}_{1}-{C}_{2}V{\;}_{2}）×10{\;}^{-3}×17}{w}$×100%；偏低；
（2）c（CrO₄^2-）=$\frac{Ksp}{c{\;}^{2}（Ag{\;}^{+}）}$=$\frac{1.12×10{\;}^{-12}}{（2.0×10{\;}^{-5}）\\;{\;}^{2}}$mol/L=2.8×10^-3 mol/L，
故答案为：2.8×10^-3；
（3）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则X的化学式为[Co（NH₃）₆]Cl₃，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（NH₃）₆]Cl₃和水，反应方程式为2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O；双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低，所以X的制备过程中温度不能过高，
故答案为：2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O；温度越高过氧化氢分解、氨气逸出，都会造成测量结果不准确．

点评 本题考查了物质含量的测定，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．