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5.三氯化六氨合钴(Ⅲ)是一种重要的配合物原料,实验室制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)的化学方程式为:
2CoCl2•6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O2═2[Co(NH36]Cl3+14H2O
实验流程如图1:

已知:[Co(NH36]Cl3 在水中电离为[Co(NH36]3+和Cl-,[Co(NH36]Cl3的溶解度如下表:
温度(℃)02047
溶解度(g)4.266.9612.74
请回答下列问题:
(1)第①步需在煮沸NH4Cl溶液中加入研细的CoCl2•6H2O晶体,加热煮沸和研细的目的是加速固体溶解.
(2)H2O2的作用是做氧化剂,第③步中保持60℃的加热方法是水浴加热.
(3)过滤是滤纸先用蒸馏水湿润,然后用玻璃棒压实滤纸,排出滤纸与漏斗之间的气泡.
(4)实验操作1为趁热过滤,[Co(NH36]Cl3 溶液中加入浓HCl的目的是有利于[Co(NH36]Cl3析出,提高产率.
(5)现称取0.2675g[Co(NH36]Cl3(相对分子质量为267.5),在A中发生如下反应:
[Co(NH36]Cl3+3NaOH═Co(OH)3↓+6NH3↑+3NaCl(装置见图2),
C中装0.5000mol/L的盐酸25.00mL,D中装有冰水.加热烧瓶,使NH3完全逸出后,用少量蒸馏水冲洗导管下端内外壁上粘附的酸液于C中,加入2~3滴甲基红指示剂,用0.5000mol/L的NaOH滴定.已知:
指示剂颜色变色的pH范围
甲基红4.4~6.2
①仪器A的名称是圆底烧瓶.
②当滴定到终点时,共需消耗NaOH溶液13.00mL(精确到0.01mL)
③若用上述原理测定某[Co(NH3x]Cl3晶体中x值,实验过程中未用少量蒸馏水冲洗导管下端内外壁上粘附的酸液于C中,则x值将偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”).

分析 三氯化六氨合钴(Ⅲ)是一种重要的配合物原料,实验室制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)的化学方程式为:2CoCl2•6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O2═2[Co(NH36]Cl3+14H2O,煮沸NH4Cl溶液中加入研细的CoCl2•6H2O晶体溶解,得到溶液加入浓氨水和活性炭,加入10°C的过氧化氢,需要水浴加热保持温度60°C反应得到含[Co(NH36]3+离子和活性炭的浑浊液A,冷却过滤得到[Co(NH36]Cl3和活性炭,溶于含浓盐酸的沸水中趁热过滤,得到的[Co(NH36]Cl3 溶液中加入浓HCl,过滤得到晶体,浓盐酸有利于[Co(NH36]Cl3析出,提高产率,
(1)加热煮沸和研细加快固体溶解;
(2)过氧化氢是氧化剂,能氧化+2价钴离子为+3价,温度低于100°C的反应条件需要水浴加热;
(3)过滤是滤纸先用蒸馏水湿润,用玻璃棒压实;
(4)为减少溶液中溶质析出,实验操作1是趁热过滤,[Co(NH36]Cl3 溶液中加入浓HCl增大氯离子浓度利于晶体析出;
(5)①装置图中仪器图象可知仪器为圆底烧瓶;
②[Co(NH36]Cl3+3NaOH═Co(OH)3↓+6NH3↑+3NaCl,结合化学方程式定量关系计算需要氢氧化钠溶液的体积;
③若用上述原理测定某[Co(NH3x]Cl3晶体中x值,实验过程中未用少量蒸馏水冲洗导管下端内外壁上粘附的酸液于C中,导致酸液减少,消耗氢氧化钠量减少,测定氨气量增多.

解答 解:(1)第①步需在煮沸NH4Cl溶液中加入研细的CoCl2•6H2O晶体,加热煮沸和研细的目的是加速固体的溶解,故答案为:加速固体溶解;
(2)依据流程可知向CoCl2•6H2O加入过氧化氢后得到Co(NH363+,加入过氧化氢是氧化剂能把+2价钴离子为+3价,第③步中保持60℃的加热方法是水浴加热,
故答案为:做氧化剂;水浴加热;
(3)结合过滤的基本操作,过滤时滤纸先用蒸馏水润湿,然后用玻璃棒压实滤纸,排出滤纸和漏斗之间的气泡,
故答案为:玻璃棒;
(4)流程图提供的信息可知,实验操作Ⅰ为趁热过滤,[Co(NH36]Cl3 溶液中加入浓HCl增大氯离子浓度,依据沉淀溶解平衡理论,平衡想析出晶体的方向移动,所以加入浓盐酸的目的是有利于[Co(NH36]Cl3析出,提高产率,
故答案为:有利于[Co(NH36]Cl3析出,提高产率;
(5)①仪器特征和图形可知仪器A名称为圆底烧瓶,故答案为:圆底烧瓶;
②0.2675g[Co(NH36]Cl3(相对分子质量为267.5),物质的量=$\frac{0.2675g}{267.5g/mol}$=0.001mol,滴定过程分析可知发生的反应依次为[Co(NH36]Cl3+3NaOH═Co(OH)3↓+6NH3↑+3NaCl,NH3+HCl=NH4Cl,HCl+NaOH=NaCl+H2O,放出氨气物质的量总计为0.006mol,消耗HCl物质的量0.006mol,HCl总物质的量=0.0250L×0.5mol/L=0.0125mol,所以消耗剩余HCl需要氢氧化钠物质的量=0.0125mol-0.006mol=0.0065mol,当滴定到终点时,共消耗NaOH溶液的体积=$\frac{0.0065mol}{0.5mol/L}$=0.0013L=13.00ml,
故答案为:13.00;
③若用上述原理测定某[Co(NH3x]Cl3晶体中x值,实验过程中未用少量蒸馏水冲洗导管下端内外壁上粘附的酸液于C中,导致酸液减少,消耗氢氧化钠的量减少,测定氨气量增多,x值将偏大,故答案为:偏大.

点评 本题考查了物质制备、物质性质、物质组成、滴定实验的过程分析判断,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是(  )
A.无色溶液:Ca2+、H+、Cl-、HSO3-
B.能使pH试纸呈红色的溶液:Na+、NO3-、I-、AlO2-
C.FeCl3溶液:K+、Na+、Fe2+、S2-
D.$\frac{{K}_{W}}{c({H}^{+})}$=0.1mol/L的溶液:Na+、K+、SiO32-、NO3-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.某同学利用如图装置可探究浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的三种气体产物,请填写下列空白:

(1)写出木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式C+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2S02↑+C02↑+2H2O.
(2)无水硫酸铜的作用是检验水的存在,②中3个洗气瓶的作用依次为检验有无S02生成、除去生成的S02气体、检验S02是否除尽.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.工业合成氨的反应是一个可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂.已知形成1 mol H-H键、1 mol N-H键、1mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ.则:
(1)写出工业合成氨的化学方程式N2(g)+3H2(g)?2NH3(g).
(2)若0.5mol N2完全反应生成NH3可放出(填“吸收”或“放出”)热量46kJ. 
(3)如果将0.5mol N2和1.5mol H2混合,使其充分反应,放出的热量总小于上述数值,其原因是该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以放出的热量要小于46kJ.
(4)实验室模拟工业合成氨时,在容积为2L的密闭容器内,反应经过5min后,数据如下,则用N2表示的化学反应速率为0.4mol/L/min. 
 物质 N2 H2 NH3
 反应前 16mol xmol0
 5min ymol 28mol 8mol
(5)一定条件下,当合成氨的反应达到化学平衡时,下列说法不正确的是bde. 
a.正反应速率和逆反应速率相等 
b.正反应速率最大,逆反应速率为0 
c.N2的转化率达到最大值 
d.N2和H2的浓度相等 
e.N2、H2和NH3的体积分数相等 
f.反应达到最大限度.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.某温度时,在容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为Y+2Z?3X.
(2)反应开始至2min末,X的反应速率为0.1mol/(L•min).
(3)该反应是由正逆反应同时开始的.(填“正反应”“逆反应”“正、逆反应同时”)
(4)若增加Y的用量,化学反应速率不变化,则Y为固体或纯液态.
(5)在一个体积不变的密闭容器中发生可逆反应:A(s)+2B(g)?C(g)+D(g),在恒温下,当下列物理量不再变化时,表明上述可逆反应已达到平衡状态的是②.
①混合气体的压强    ②混合气体的密度   ③混合气体的体积   ④气体的总物质的量.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

10.绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:

25℃时pH[]
饱和H2S溶液3.9
SnS沉淀完全1.6
FeS开始沉淀3.0
FeS沉淀完全5.5
查询资料,得有关物质的相关数据如表:
(1)操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是除去溶液中的Sn2+;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是防止Fe2+生成沉淀,并防止Fe2+被氧化.
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是SnS.
(3)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水此空删去洗涤,其目的是:此空删去
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗.
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.010 00mol•L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为酸式滴定管(填仪器名称).
②判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色.
③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.5%.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.已知反应2HI(g)═H2(g)+I2(g)△H=+11kJ•mol-1,1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为299kJ.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度的升高而增加.若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化.(选填“增大”、“减小”或“不变”)
vv平衡常数K转化率α
增大        增大              减小减小           
相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如表:
[CO2]/mol•L-1[H2]/mol•L-1[CH4]/mol•L-1[H2O]/mol•L-1
平衡Ⅰabcd
平衡Ⅱmnxy
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.已知2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O.下列关于该反应的说法中错误的是(  )
①该反应是一个放热反应 
②该反应是一个吸热反应 
③参加反应的氢气和氧气的总能量高于反应生成的水的总能量 
④参加反应的氢气和氧气的总能量低于反应生成的水的总能量.
A.①②B.①④C.②④D.③④

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