Question

某小组以CoCl₂?6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X，为确定其组成，进行如下实验：
①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁mL c₁mol?L^-1的盐酸标准溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂mol?L^-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂mL NaOH溶液．

②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO₃标准溶液滴定，K₂CrO₄溶液为指示剂，至出现砖红色沉淀不再消失为终点（Ag₂CrO₄为砖红色）
回答下列问题：
（1）装置中安全管的作用原理是

 

．
（2）用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时，应使用

 

式滴定管，可使用的指示剂为

 

．
（3）样品中氨的质量分数表达式为

 

．
（4）测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将

 

（填“偏高”或“偏低”）．
（5）测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是

 

，滴定终点时，若溶液中c（Ag⁺）=2.0×10^-5mol?L^-1，c（CrO₄^2-）为

 

mol?L^-1．（已知：K_sp（Ag₂CrO₄）=1.12×10^-12）
（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，钴的化合价为

 

，制备X的化学方程式为

 

，X的制备过程中温度不能过高的原因是

 

．

Answer 1

考点：真题集萃,探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）通过2中液面调节A中压强；
（2）碱只能盛放在碱式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中；NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂；
（3）根据氨气与和氨气反应盐酸之间的关系式计算氨气的质量，再根据质量分数公式计算氨质量分数；
（4）若气密性不好，导致氨气的量偏低；
（5）硝酸银不稳定，易分解；根据离子积常数计算c（CrO₄^2-）；
（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则其化学式为[Co（NH₃）₆]Cl₃，根据化合物中各元素化合价的代数和为0计算Co元素化合价；该反应中Co失电子、双氧水得电子，CoCl₂?6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、NH₃发生反应生成[Co（NH₃）₆]Cl₃和水；双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低．

解答： 解：（1）通过2中液面调节A中压强，如果A中压力过大时，安全管中液面上升，使A中压力减小，从而稳定压力，
故答案为：当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定；
（2）碱只能盛放在碱式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时，应使用碱式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂，甲基红为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂，所以可以选取甲基红或酚酞作指示剂，
故答案为：碱；酚酞或甲基红；
（3）与氨气反应的n（HCl）=10^-3V₁L×c₁mol?L^-1-c₂mol?L^-1 ×10^-3V₂L=10^-3（c₁V₁-c₂V₂）mol，根据氨气和HCl的关系式知，n（NH₃）=n（HCl）=10^-3（c₁V₁-c₂V₂）mol，氨的质量分数=

10-3(c1V1-c2V2)mol×17g/mol

wg

×100%，故答案为：

10-3(c1V1-c2V2)mol×17g/mol

wg

×100%；
（4）若气密性不好，导致部分氨气泄漏，所以氨气质量分数偏低，故答案为：偏低；
（5）硝酸银不稳定，见光易分解，为防止硝酸银分解，用棕色试剂瓶盛放硝酸银溶液；c（CrO₄^2-）=

1.12×10-12

(2.0×10-5)2

mol/L=2.8×10^-3 mol/L，
故答案为：防止硝酸银见光分解；2.8×10^-3；
（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，则其化学式为[Co（NH₃）₆]Cl₃，根据化合物中各元素化合价的代数和为0得Co元素化合价为+3价；该反应中Co失电子、双氧水得电子，CoCl₂?6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、NH₃发生反应生成[Co（NH₃）₆]Cl₃和水，反应方程式为2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂

催化剂  .

2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O；双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低，所以X的制备过程中温度不能过高，
故答案为：+3；2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂

催化剂  .

2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O；温度越高过氧化氢分解、氨气逸出．

点评：本题考查了物质含量的沉淀，涉及难溶物的溶解平衡、氧化还原反应、物质含量的测定等知识点，明确实验原理是解本题关键，知道指示剂的选取方法，题目难度中等．