Question

某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X。為確定其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

①氨的測(cè)定：精確稱(chēng)取w g X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 mol·L－1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2 mol·L－1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl，到終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL NaOH溶液。

②氯的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(diǎn)(Ag2CrO4為磚紅色)。

回答下列問(wèn)題：

(1)裝置中安全管的作用原理是________________________。

(2)用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí)，應(yīng)使用________式滴定管，可使用的指示劑為_(kāi)_______。

(3)樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_(kāi)_______________。

(4)測(cè)定氨前應(yīng)該對(duì)裝置進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)，若氣密性不好測(cè)定結(jié)果將________(填“偏高”或“偏低”)。

(5)測(cè)定氯的過(guò)程中，使用棕色滴定管的原因是__________________________；滴定終點(diǎn)時(shí)，若溶液中c(Ag＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，c(CrO)為_(kāi)_______mol·L－1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12]

(6)經(jīng)測(cè)定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為163，鈷的化合價(jià)為_(kāi)_______。制備X的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________；X的制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高的原因是________________________。

Answer 1

解析：(1)若沒(méi)有A中的安全管，當(dāng)A中產(chǎn)生氣體時(shí)，會(huì)因裝置壓力過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn)，反之，有安全管存在，當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí)，安全管中的液面會(huì)上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定。

(2)由題意知，用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)剩的HCl時(shí)，NaOH溶液應(yīng)放入堿式滴定管中，可使用酚酞作指示劑，滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色。

(3)已知鹽酸的總的物質(zhì)的量為c1 mol·L－1×V1 mL×10－3 L·mL－1＝c1V1×10－3 mol，NH3反應(yīng)完后剩余的鹽酸用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，可求出剩余的鹽酸為c2×V2×10－3 mol，由NH3＋HCl===NH4Cl可求出NH3的物質(zhì)的量。進(jìn)而求出w g X中的含氨量，即：×100%。

(4)若裝置氣密性不好，會(huì)有NH3外逸，而不被HCl吸收，則剩余的HCl的物質(zhì)的量會(huì)增多，消耗NaOH增多，即c2V2的值增大，由(3)中計(jì)算式可知氨的測(cè)定結(jié)果偏低。

(5)AgNO3是見(jiàn)光易分解的物質(zhì)，使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3分解而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；由Ag2CrO4的溶度積常數(shù)Ksp＝1.12×10－12，c(Ag＋)＝2.0×10－5 mol·L－1，可求出c(CrO)＝＝ mol·L－1＝2.8×10－3 mol·L－1。

(6)樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為163，可寫(xiě)出化學(xué)式為[Co(NH3)6]Cl3，由化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算，NH3整體為0價(jià)，氯為－1價(jià)，故Co為＋3價(jià)；從而推出制備X的化學(xué)方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。由于溫度過(guò)高時(shí)H2O2易分解，NH3易揮發(fā)，故制備過(guò)程中溫度不能過(guò)高，否則H2O2分解，NH3揮發(fā)。

答案：(1)當(dāng)A中壓力過(guò)大時(shí)，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩(wěn)定

(2)堿　酚酞(或甲基紅)

(3)×100%

(4)偏低

(5)防止硝酸銀見(jiàn)光分解　2.8×10－3

(6)＋3　2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===

2[CO(NH3)6]Cl3＋2H2O　溫度過(guò)高過(guò)氧化氫分解、氨氣逸出

點(diǎn)撥：知識(shí)：酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的安全性，實(shí)驗(yàn)中的計(jì)算問(wèn)題以及誤差分析問(wèn)題，溶度積的利用，化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。鈍力：利用實(shí)驗(yàn)中給出的數(shù)據(jù)寫(xiě)計(jì)算式并進(jìn)行誤差分析的能力，利用所給出的條件書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式的能力，能夠根據(jù)反應(yīng)物選擇合適的反應(yīng)條件的能力。試題難度：較大。