Question

三氯化六氨合钴（Ⅲ）是一种重要的化工产品， 实验中采用H2O2作氧化剂，在大量氨和氯化铵存在下，选择活性炭作为催化剂将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，来制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)配合物，反应式为：2CoCl2·6H2O ＋ 10NH3 ＋ 2NH4Cl ＋ H2O2 活性炭2[Co(NH3)6]Cl3 ＋14H2O

已知：① 钴(Ⅱ)与氯化铵和氨水作用，经氧化后一般可生成三种产物：紫红色的二氯化一氯五氨合钴[Co(NH3)5 Cl]Cl2晶体、砖红色的三氯化五氨一水合钴[Co(NH3)5 H2O]Cl3晶体、橙黄色的三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3晶体，控制不同的条件可得不同的产物（如温度不同产物也不同）。293K时，[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度为0.26mol/L

②CoCl2、[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5 Cl]Cl2在水中能完全电离

③制备三氯化六氨合钴（Ⅲ）粗产品的流程如下：

④三氯化六氨合钴（Ⅲ）粗产品的提纯流程如下：

⑤制备过程中可能用到的部分装置如下：

请回答下列问题：

（1）操作B的名称是 ，操作A后所弃去的沉淀中一定有 。

（2）CoCl2在没有铵盐存在的情况下，遇氨水生成蓝色沉淀，该反应的离子方程式为 。原料NH4Cl的主要作用有：① ；②提供NH3。

（3）冷却至10℃后，步骤B中逐滴加入H2O2溶液的目的：① ；②使反应温和进行。

（4）操作A的名称为 ，进行该操作的装置是 （填序号）。

A.装置Ⅰ B.装置Ⅱ C.装置Ⅲ

若操作过程中，发现漏斗尖嘴处有少量晶体析出，处理方法是 。

装置Ⅱ中仪器A、B、C、D的名称分别是 、 、 、 。

（5）步骤C进行洗涤时要用到两种试剂，应该先用_____（填序号，下同）洗涤，后用 洗涤。

A. 饱和氯化钠溶液 B. 无水乙醇 C. 浓盐酸

（6）你认为本实验提高产率的关键步骤有哪些？ 。

（7）与[Co(NH3)6]Cl3类似的产品还有[Co(NH3)5Cl]Cl2，请简述验证某晶体是[Co(NH3)6]Cl3 还是

[Co(NH3)5Cl]Cl2的实验方案： 。

 

Answer 1

（1）烘干；活性炭 （2）Co2+＋2NH3·H2O＝Co(OH)2↓+ 2NH4+ ； 抑制 NH3·H2O的电离

（3）避免H2O2的分解 （4）趁热过滤；A；用滤液清洗；布氏漏斗；吸滤瓶；安全瓶；抽气泵

（5）C B （6）①煮沸20min，使反应完全 ②整个过程温度的控制，因为温度不同，产物不同

③最后加入的7mL浓盐酸，因为借助同离子效应使产品析出

（7）取等质量的晶体分别溶于水，室温下加足量的AgNO3溶液后，滤去沉淀，对滤液再进行加热，又能产生沉淀的是[Co(NH3)5 Cl]Cl2，不能再产生沉淀的是[Co(NH3)6 ]Cl3

【解析】

试题分析：（1）抽滤后得到的产品中含有水分，需要烘干，因此操作B的名称是烘干；反应中需要活性炭作催化剂，而活性炭不溶于水，所以操作A后所弃去的沉淀中一定有活性炭。

（2）CoCl2在没有铵盐存在的情况下，遇氨水生成蓝色沉淀，该蓝色沉淀是氢氧化钴，该反应的离子方程式为Co2+＋2NH3·H2O＝Co(OH)2↓+ 2NH4+ ；在碱性条件下容易生成氢氧化钴沉淀，因此原料NH4Cl的主要作用除了提供NH3以外，还有抑制 NH3·H2O的电离，降低溶液的碱性。

（3）由于双氧水不稳定，受热易分解，因此冷却至10℃后，步骤B中逐滴加入H2O2溶液的目的是避免H2O2的分解，另外使反应温和进行。

（4）由于温度不同，产物也不同，因此操作A应该是趁热过滤；由于需要保持一定温度，所以选择装置I，即答案选A；若操作过程中，发现漏斗尖嘴处有少量晶体析出，处理方法是用滤液清洗；根据仪器的构造特点可知装置Ⅱ中仪器A、B、C、D的名称分别是布氏漏斗；吸滤瓶；安全瓶；抽气泵。

（5）增大氯离子浓度可以防止产品溶解而损失，因此三氯化六氨合钴首先应该用浓盐酸洗涤，最后再用有机溶剂乙醇洗涤，故答案为C、B。

（6）根据以上分析可知实验提高产率的关键步骤①煮沸20min，使反应完全；②整个过程温度的控制，因为温度不同，产物不同；③最后加入的7mL浓盐酸，因为借助同离子效应使产品析出。

（7）根据结构可知，氯离子作为配体的数目是不同的，且温度不同，产品不同，据此可以验证，即取等质量的晶体分别溶于水，室温下加足量的AgNO3溶液后，滤去沉淀，对滤液再进行加热，又能产生沉淀的是[Co(NH3)5 Cl]Cl2，不能再产生沉淀的是[Co(NH3)6 ]Cl3。

考点：考查物质制备实验方案设计、实验探究与评价等