Question

 在NH4Cl水溶液中用空氣氧化碳酸鈷(II)可以得到具有光澤的紅色氯化物A(NH3:Co:Cl為4:1:1)。將A的固體在0℃下加入用HCl氣體飽和的無水乙醇中，在室溫下有氣體迅速釋放，將其振搖至不再有氣體發(fā)生，得到藍(lán)灰色固體B，B是一種混合物。將B過濾，用乙醇洗滌，然后用少量冷水洗滌, 所得主要產(chǎn)物再經(jīng)一系列提純步驟產(chǎn)生紫色晶體C (化學(xué)式: CoCl3?4NH3?0.5H2O)。當(dāng)C在濃鹽酸中加熱時(shí), 可以分離出一種綠色化合物D, 經(jīng)分析為CoCl3?4NH3?HCl?H2O。D可溶于冷水，加濃鹽酸就沉淀出來。

提示：

   ① 已知[CoCl2(en)2]+可被拆分的異構(gòu)體形式是紫色的；并且在溶液中存在如下平衡：

    紫色-[CoCl2(en)2]Cl  綠色-[CoCl2(en)2]Cl?HCl?2H2O

    注：en = H2NCH2CH2NH2 

  ② 在-12℃的低溫下，用HCl氣體飽和了的鹽酸處理如下圖所示的雙核配合物，同樣能得到C。

 

回答下列問題：

(1) A～D分別代表何種化合物？請(qǐng)分別畫出C與D中配離子的立體結(jié)構(gòu)。

(2) 寫出并配平所有的化學(xué)方程式。

(3) 試根據(jù)C與D中配離子的立體結(jié)構(gòu)判斷它們的極性，并簡要說明理由。

(4) 用少量冷水洗滌B目的何在？濃鹽酸在綠色化合物D形成中起什么作用？

(5) C與D之間的轉(zhuǎn)化屬于一種什么類型的反應(yīng)？

(6) 由題給條件和提示說明你所推測的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的依據(jù)。    

Answer 1

 (1)（4分）                         

A: [Co(CO₃)(NH₃)₄]Cl；(0.5分)     C中配離子的立體結(jié)構(gòu) D中配離子的立體結(jié)構(gòu)

B: C和D的混合物；(0.5分)              （1分）          （1分）

C: cis-[CoCl₂(NH₃)₄]Cl?0.5H₂O； (0.5分)

D: trans-[CoCl₂(NH₃)₄]Cl?HCl?H₂O；(0.5分 ) 

(2) （3分）

  8NH₄⁺ + O₂ + 2CoCO₃ = 2[Co(CO₃)(NH₃)₄]⁺ + 6H⁺ + H₂O   (1分)

  [Co(CO₃)(NH₃)₄]Cl + 2HCl  cis-[CoCl₂(NH₃)₄]Cl?0.5H₂O(主產(chǎn)物) +CO₂ ­+ H₂O      (1分)

cis-[CoCl₂(NH₃)₄]Cl?0.5H₂O + HCl +H₂O

trans-[CoCl₂(NH₃)₄]Cl?HCl?H₂O    (1分 )

(3) (2分)

     由C與D中配離子的立體結(jié)構(gòu)可知，由于前者中各個(gè)M―L鍵的極性不能相互抵消，C中相應(yīng)的配離子具有極性(1分)；而在后者中各個(gè)M―L鍵的極性可相互抵消，D中相應(yīng)的配離子沒有極性(1分)

(4) (1分)

 用少量冷水洗滌B是為了除去D (0.5分)

 濃鹽酸起沉淀劑的作用    (0.5分)

(5) (1分)

   C與D之間的轉(zhuǎn)化屬于順-反異構(gòu)化反應(yīng)       (1分)

(6) (1分)

答案一：[CoCl₂(en)₂]⁺可被拆分的幾何異構(gòu)體形式應(yīng)為順式異構(gòu)體(1分)，經(jīng)類比推測未知紫色化合物C為順式構(gòu)型。

或答案二：由題給條件推測紫色化合物在一定溫度和濃鹽酸條件下容易轉(zhuǎn)化為綠色化合物D(1分)   第(6)題只要寫出一種答案即給分。