Question

三氯化六氨合鈷（Ⅲ）是一種重要的化工產(chǎn)品， 實(shí)驗(yàn)中采用H2O2作氧化劑，在大量氨和氯化銨存在下，選擇活性炭作為催化劑將Co(Ⅱ)氧化為Co(Ⅲ)，來(lái)制備三氯化六氨合鈷(Ⅲ)配合物，反應(yīng)式為：2CoCl2·6H2O ＋ 10NH3 ＋ 2NH4Cl ＋ H2O2 活性炭2[Co(NH3)6]Cl3 ＋14H2O

已知：① 鈷(Ⅱ)與氯化銨和氨水作用，經(jīng)氧化后一般可生成三種產(chǎn)物：紫紅色的二氯化一氯五氨合鈷[Co(NH3)5 Cl]Cl2晶體、磚紅色的三氯化五氨一水合鈷[Co(NH3)5 H2O]Cl3晶體、橙黃色的三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3晶體，控制不同的條件可得不同的產(chǎn)物（如溫度不同產(chǎn)物也不同）。293K時(shí)，[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度為0.26mol/L

②CoCl2、[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5 Cl]Cl2在水中能完全電離

③制備三氯化六氨合鈷（Ⅲ）粗產(chǎn)品的流程如下：

④三氯化六氨合鈷（Ⅲ）粗產(chǎn)品的提純流程如下：

⑤制備過(guò)程中可能用到的部分裝置如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）操作B的名稱是 ，操作A后所棄去的沉淀中一定有 。

（2）CoCl2在沒(méi)有銨鹽存在的情況下，遇氨水生成藍(lán)色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為 。原料NH4Cl的主要作用有：① ；②提供NH3。

（3）冷卻至10℃后，步驟B中逐滴加入H2O2溶液的目的：① ；②使反應(yīng)溫和進(jìn)行。

（4）操作A的名稱為 ，進(jìn)行該操作的裝置是 （填序號(hào)）。

A.裝置Ⅰ B.裝置Ⅱ C.裝置Ⅲ

若操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出，處理方法是 。

裝置Ⅱ中儀器A、B、C、D的名稱分別是 、 、 、 。

（5）步驟C進(jìn)行洗滌時(shí)要用到兩種試劑，應(yīng)該先用_____（填序號(hào)，下同）洗滌，后用 洗滌。

A. 飽和氯化鈉溶液 B. 無(wú)水乙醇 C. 濃鹽酸

（6）你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的關(guān)鍵步驟有哪些？ 。

（7）與[Co(NH3)6]Cl3類(lèi)似的產(chǎn)品還有[Co(NH3)5Cl]Cl2，請(qǐng)簡(jiǎn)述驗(yàn)證某晶體是[Co(NH3)6]Cl3 還是

[Co(NH3)5Cl]Cl2的實(shí)驗(yàn)方案： 。

 

Answer 1

（1）烘干；活性炭 （2）Co2+＋2NH3·H2O＝Co(OH)2↓+ 2NH4+ ； 抑制 NH3·H2O的電離

（3）避免H2O2的分解 （4）趁熱過(guò)濾；A；用濾液清洗；布氏漏斗；吸濾瓶；安全瓶；抽氣泵

（5）C B （6）①煮沸20min，使反應(yīng)完全 ②整個(gè)過(guò)程溫度的控制，因?yàn)闇囟炔煌�，產(chǎn)物不同

③最后加入的7mL濃鹽酸，因?yàn)榻柚�同離子效應(yīng)使產(chǎn)品析出

（7）取等質(zhì)量的晶體分別溶于水，室溫下加足量的AgNO3溶液后，濾去沉淀，對(duì)濾液再進(jìn)行加熱，又能產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH3)5 Cl]Cl2，不能再產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH3)6 ]Cl3

【解析】

試題分析：（1）抽濾后得到的產(chǎn)品中含有水分，需要烘干，因此操作B的名稱是烘干；反應(yīng)中需要活性炭作催化劑，而活性炭不溶于水，所以操作A后所棄去的沉淀中一定有活性炭。

（2）CoCl2在沒(méi)有銨鹽存在的情況下，遇氨水生成藍(lán)色沉淀，該藍(lán)色沉淀是氫氧化鈷，該反應(yīng)的離子方程式為Co2+＋2NH3·H2O＝Co(OH)2↓+ 2NH4+ ；在堿性條件下容易生成氫氧化鈷沉淀，因此原料NH4Cl的主要作用除了提供NH3以外，還有抑制 NH3·H2O的電離，降低溶液的堿性。

（3）由于雙氧水不穩(wěn)定，受熱易分解，因此冷卻至10℃后，步驟B中逐滴加入H2O2溶液的目的是避免H2O2的分解，另外使反應(yīng)溫和進(jìn)行。

（4）由于溫度不同，產(chǎn)物也不同，因此操作A應(yīng)該是趁熱過(guò)濾；由于需要保持一定溫度，所以選擇裝置I，即答案選A；若操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出，處理方法是用濾液清洗；根據(jù)儀器的構(gòu)造特點(diǎn)可知裝置Ⅱ中儀器A、B、C、D的名稱分別是布氏漏斗；吸濾瓶；安全瓶；抽氣泵。

（5）增大氯離子濃度可以防止產(chǎn)品溶解而損失，因此三氯化六氨合鈷首先應(yīng)該用濃鹽酸洗滌，最后再用有機(jī)溶劑乙醇洗滌，故答案為C、B。

（6）根據(jù)以上分析可知實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)率的關(guān)鍵步驟①煮沸20min，使反應(yīng)完全；②整個(gè)過(guò)程溫度的控制，因?yàn)闇囟炔煌�，產(chǎn)物不同；③最后加入的7mL濃鹽酸，因?yàn)榻柚�同離子效應(yīng)使產(chǎn)品析出。

（7）根據(jù)結(jié)構(gòu)可知，氯離子作為配體的數(shù)目是不同的，且溫度不同，產(chǎn)品不同，據(jù)此可以驗(yàn)證，即取等質(zhì)量的晶體分別溶于水，室溫下加足量的AgNO3溶液后，濾去沉淀，對(duì)濾液再進(jìn)行加熱，又能產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH3)5 Cl]Cl2，不能再產(chǎn)生沉淀的是[Co(NH3)6 ]Cl3。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究與評(píng)價(jià)等