Question

某科学家在实验室中将CoCl₂·6H₂O溶解在煮沸的NH₄Cl溶液后，趁热倒入盛有少量活性炭的锥形瓶中，冷却后依次加入浓氨水和H₂O₂，经过一系列的反应，最终制得了一种橙黄色晶体X，为确定其组成，进行如下实验：

实验一、氨的测定：精确称取w gX，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V₁ mLc₁ mol/L的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol/LNaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mLNaOH溶液。

实验二、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)图中2是一个长玻璃管，其作用原理是______。

(2)样品中氨的质量分数表达式为______。

(3)测定氨前应进行的操作是______。

(4)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是______，滴定终点的现象是______，若溶液中c(Ag⁺)=2.0×10^-5mol/L，c(CrO₄^2-)为______mol/L。(已知：Ksp(Ag₂CrO₄=1.12×10^-12)

(5)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______，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 ×100% 检查装置气密性 防止硝酸银见光分解 砖红色沉淀不再消失 2.8×10-3 +3 温度越高过氧化氢分解、氨气逸出

【解析】

(1)长玻璃管为安全管，通过2中液面调节A中压强；

(2)根据氨气和与氨气反应的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；

(3)涉及气体的反应均需检验装置气密性；

(4)考虑硝酸银不稳定，见光易分解；根据滴定原理，AgNO3标准溶液将氯反应完与指示剂作用生成砖红色的沉淀Ag2CrO4；根据离子积常数计算c(CrO42-)；

(5)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；双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低。

(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；

(2)与氨气反应的n(HCl)=10-3V1 L×c1 mol/L-c2 mol/L×10-3V2 L=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=×100%；

(3)若装置气密性不好，导致部分氨气泄漏，使氨气质量分数偏低，因此测定氨前应进行的操作是检查装置气密性；

(4)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；根据滴定原理，AgNO3标准溶液将Cl-反应完后，会与指示剂作用生成砖红色的Ag2CrO4沉淀，故滴定终点为产生砖红色沉淀不再消失；若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 mol/L，c(CrO42-)=mol/L=2.8×10-3 mol/L；

(5)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，可得Co元素化合价为+3价；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。