Question

【題目】三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3 是橙黃色、微溶于水的配合物，是合成其它一些含鈷配合物的原料。下圖是某科研小組以含鈷廢料（含少量Fe、Al 等雜質(zhì)）制取[Co(NH3)6]Cl3 的工藝流程：

回答下列問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出加“適量NaClO3”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________。

（2）“加Na2CO3 調(diào)pH至a”會(huì)生成兩種沉淀，分別為_______________________（填化學(xué)式）。

（3）操作Ⅰ的步驟包括_____________________________、冷卻結(jié)晶、減壓過(guò)濾。

（4）流程中NH4Cl除作反應(yīng)物外，還可防止加氨水時(shí)c(OH－) 過(guò)大，其原理是_________________。

（5）“氧化”步驟，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)先加入氨水再加入H2O2，乙同學(xué)認(rèn)為試劑添加順序?qū)Ξa(chǎn)物無(wú)影響。你認(rèn)為___________（填“甲”或“乙”）同學(xué)觀點(diǎn)正確，理由是_________________________________。寫(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式：________________________________

（6）通過(guò)碘量法可測(cè)定產(chǎn)品中鈷的含量。將 [Co(NH3)6]Cl3 轉(zhuǎn)化成Co3＋后，加入過(guò)量KI 溶液，再用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定(淀粉溶液做指示劑)，反應(yīng)原理：2Co3＋＋2I－＝2Co2＋＋I2，I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作會(huì)導(dǎo)致所測(cè)鈷含量數(shù)值偏高的是_______。

a．用久置于空氣中的 KI 固體配制溶液

b．盛裝Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液的堿式滴定管未潤(rùn)洗

c．滴定結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)滴定管內(nèi)有氣泡

d．溶液藍(lán)色退去，立即讀數(shù)

Answer 1

【答案】6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O Fe(OH)3 和 Al(OH)3 HCl氛圍下蒸發(fā)濃縮 NH4Cl溶于水電離出NH4＋會(huì)抑制后期加入的NH3·H2O的電離 甲 防止Co(OH)3的生成 H2O2＋2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O＝2Co(NH3)6Cl3↓＋12H2O ab

【解析】

以含鈷廢料（含少量Fe、Al 等雜質(zhì)）制取[Co(NH3)6]Cl3 ，用鹽酸溶解廢料，得到Co2+、Fe2+、Al3+的酸性溶液，加入適量的NaClO3將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH，沉淀鋁離子、鐵離子為氫氧化鋁和氫氧化鐵，過(guò)濾，得到濾液，向含有Co2+的溶液中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH=2-3,加入活性炭和氯化銨溶液得到CoCl2 6H2O，再依次加入氨水和過(guò)氧化氫，發(fā)生反應(yīng)H2O2＋2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O＝2Co(NH3)6Cl3↓＋12H2O，再將沉淀在氯化氫分為下蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，減壓過(guò)濾得到產(chǎn)品，據(jù)此分析作答。

(1)加適量NaClO3的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生的離子反應(yīng)為6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O；

(2)加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH，沉淀鋁離子和鐵離子，轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3 和 Al(OH)3；

(3)微粒防止產(chǎn)品水解，故應(yīng)在HCl氛圍下蒸發(fā)濃縮；

(4)流程中氯化銨除作為反應(yīng)物外，NH4Cl溶于水電離出NH4＋會(huì)抑制后期加入的NH3·H2O的電離，可防止加氨水時(shí)氫氧根離子濃度過(guò)大；

(5)若先加入過(guò)氧化氫，將鈷元素氧化到Co3+，后加入氨水，會(huì)生成氫氧化鈷，不利于產(chǎn)品的生成，故甲同學(xué)正確，先加入氨水再加入過(guò)氧化氫，可防止Co(OH)3的生成，此時(shí)的反應(yīng)為H2O2＋2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O＝2Co(NH3)6Cl3↓＋12H2O；

(6) a．用久置于空氣中的 KI 固體配制溶液，碘化鉀部分被氧化為碘單質(zhì)，滴定時(shí)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)增多，測(cè)定結(jié)果偏高，故正確；

b．盛裝Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液的堿式滴定管未潤(rùn)洗，則標(biāo)準(zhǔn)也被稀釋，滴定時(shí)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)也體積增多，測(cè)定結(jié)果偏高，故正確；

c．滴定結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)滴定管內(nèi)有氣泡，氣泡占體積，則消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù)偏小，測(cè)定結(jié)果偏低，故錯(cuò)誤；

d．溶液藍(lán)色退去，立即讀數(shù)，此時(shí)溶液混合不均，碘單質(zhì)并未完全被標(biāo)準(zhǔn)液反應(yīng)完全，導(dǎo)致消耗的標(biāo)準(zhǔn)液減少，測(cè)定結(jié)果偏低，故錯(cuò)誤。故選ab。