Question

某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、液氨、氯化铵为原料，在活性炭催化下合成了橙黄色晶体X。为测定其组成，进行如下实验。

①氨的测定：精确称取wgX，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，将样品溶液中的氨全部蒸出，用V₁mLc₁mol·L^—1的盐酸溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂mol·L^—1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂mLNaOH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标准溶液滴定过剩的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、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

当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定 碱 酚酞（或甲基红） (c1V1—c2V2)×10—3×17/w×100% 偏低 防止硝酸银见光分解 2.8×10－3 +3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出

【解析】

（1）无论三颈瓶中压强过大或过小，都不会造成危险，若过大，A在导管内液面升高，将缓冲压力，若过小，外界空气通过导管进入烧瓶，也不会造成倒吸，安全作用的原理是使A中压强稳定；

（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，甲基橙为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂，所以可以选取甲基橙或酚酞作指示剂；

（3）与氨气反应的n（HCl）＝V1×10-3L×c1mol•L-1-c2mol•L-1×V2×10-3L＝（c1V1-c2V2）×10-3mol，根据氨气和HCl的关系式知，n（NH3）＝n（HCl）＝（c1V1-c2V2）×10-3mol，氨的质量分数＝；

（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。

（5）硝酸银不稳定，见光易分解，为防止硝酸银分解，用棕色滴定管盛放硝酸银溶液；根据铬酸银的溶度积常数可知c（CrO42-）=。

（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=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。

【点晴】

明确相关物质的性质和实验原理是解答的关键，注意综合实验设计题的解题思路，即（1）巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。（2）想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。（3）看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。（4）细分析，得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。