Question

（06年广东卷）钴(Co)化合物对化学键的研究起着重要的作用。为测定某钴化合物［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z的组成，进行如下实验：

①称取样品0.5010g，加入过量的NaOH溶液，煮沸，蒸出所有的氨，冷却，得到A。产生的氨用50.00mL0.5000mol?L^-1的盐酸完全吸收并用蒸馏水定容至100mL，得溶液B。取B溶液20.00mL, 用0.1000mol?L^-1NaOH滴定，消耗NaOH溶液30.00mL。

②向A中加入过量KI固体，振荡，盐酸酸化后置于暗处，发生反应：

Co^m++I^-→Co²⁺+I₂   (未配平)

反应完成后，蒸馏水稀释，用Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂，消耗0.1000mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液20.00mL。反应方程式为：I₂+2Na₂S₂O₃==2NaI+Na₂S₄O₆

③另称取该物质样品0.2505g，溶于水，以0.1000mol?L^-1AgNO₃溶液滴定至恰好反应完全，消耗AgNO₃溶液20.00mL。相应反应式为：

［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z+zAgNO₃==［Co(NH₃)_xCl_y］(NO₃)_z+zAgCl↓

通过计算求：

⑴［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中氮元素的质量分数。

⑵该钴化合物的化学式。

Answer 1

答案：

解：⑴NaOH+HCl=NaCl+H₂O   NH₃+HCl=NH₄Cl

20.00mLB溶液消耗0.1000mol?L^-1NaOH 30.00mL。

20.00mLB溶液中过量的HCl：n(HCl)=0.003000mol　,

100mLＢ溶液中过量的HCl：n(HCl)=0.01500mol那么与NH₃反应的n(HCl)=0.01000mol

故0.5010g样品中 n(NH₃)=0.01000mol   n(N)=0.01000mol

［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中氮元素的质量分数

⑵ I₂+2Na₂S₂O₃==2NaI+Na₂S₄O₆   

因反应用去0.1000mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液20.00mL，推算出：n(I₂)=0.001000mol

Co与Ｆe同一族，Co^m+具有强氧化性，故设m=3

则有：2Co³⁺+2I^-==2Co²⁺+I₂      n(Co³⁺)=0.002000mol 

0.5010g样品中Cl的总质量为：

m(Cl)=0.5010g-0.002000molx59g?mol ^-1-0.01000molx17g ?mol ^-1=0.2130g

n(Cl)=0.006000mol

又有：［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z+zAgNO₃==［Co(NH₃)_xCl_y］(NO₃)_z+zAgCl↓

0.2505g样品扩大一倍来算（即用0.5010g）推算出：

反应消耗AgNO₃：n（AgNO₃）＝0.1000mol?L^-1x40.00mL=0.004000mol

即发生上述反应的Cl^-为：n(Cl^-) =0.004000mol

则有  y:z=（0.006000mol-0.004000 mol）: 0.004000mol=1:2

同时还有：1：x:(y+z)= 0.002000: 0.01000: 0.006000=1:5:3

解得：x=5  y=1  z=2

带入［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中，求得Co化合价为：+3   假设成立

该钴化合物的化学式为：［Co(NH₃)₅Cl］Cl₂

答：⑴［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中氮元素的质量分数为27.94%

⑵该钴化合物的化学式为：［Co(NH₃)₅Cl］Cl₂