Question

三氯化六氨合钴([Co(NH₃)₆]Cl₃)是一种橙黄色晶体，实验室制备过程如下：

Ⅰ．将研细的6 g CoCl₂•6H₂O晶体和4 g NH₄Cl固体加入锥形瓶中，加水，加热溶解，冷却；

Ⅱ．加入13.5 mL浓氨水，用活性炭作催化剂，混合均匀后逐滴滴加13.5 mL 5% H₂O₂溶液，水浴加热至50~60℃，保持20 min。用冰浴冷却，过滤，得粗产品；

Ⅲ．将粗产品溶于50 mL热的稀盐酸中，______，向滤液中缓慢加入6.7 mL浓盐酸，有大量橙黄色晶体析出，冰浴冷却后过滤；

Ⅳ．先用冷的2 mol·L⁻¹ HCl溶液洗涤晶体，再用少许乙醇洗涤，干燥，得产品。

(1)[Co(NH₃)₆]Cl₃中Co的化合价是______。

(2)CoCl₂遇浓氨水生成Co(OH)₂沉淀，加入浓氨水前先加入NH₄Cl可避免沉淀生成，原因是______。

(3)溶液中CoCl₂、NH₄Cl和浓氨水混合后，与H₂O₂溶液反应生成[Co(NH₃)₆]Cl₃的化学方程式是______。

(4)补全Ⅲ中的操作：______。

(5)沉淀滴定法测定制备的产品中Cl^－的质量分数：

ⅰ．准确称取a g Ⅳ中的产品，配制成100 mL溶液，移取25 mL溶液于锥形瓶中；

ⅱ．滴加少量0.005 mol·L⁻¹ K₂CrO₄溶液作为指示剂，用c mol·L⁻¹ AgNO₃溶液滴定至终点；

ⅲ．平行测定三次，消耗AgNO₃溶液的体积的平均值为v mL，计算晶体中Cl^－的质量分数。

已知：溶解度：AgCl 1.3×10⁻⁶ mol·L⁻¹，Ag₂CrO₄(砖红色)6.5×10⁻⁵ mol·L⁻¹

①ⅱ中，滴定至终点的现象是______。

②制备的晶体中Cl^－的质量分数是______(列计算式，Cl的相对原子质量：35.5)。

Answer

+3 抑制NH3·H2O的电离，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀 2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O 趁热过滤、冷却 溶液中出现砖红色沉淀，半分钟内不消失

【解析】

根据题意，在氨气和氯化铵存在条件下，以活性炭为催化剂，用双氧水氧化CoCl2溶液来制备 [Co(NH3)6] Cl3，反应的化学方程式为2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O；将粗产品溶于50 mL热的稀盐酸中，再向滤液中缓慢加入6.7 mL浓盐酸，有大量橙黄色晶体析出，冰浴冷却后过滤，说明加入热的稀盐酸后应过滤；先用冷的2 mol·L−1 HCl溶液洗涤晶体，再用少许乙醇洗涤，干燥，得产品。

(1). [Co(NH3)6]Cl3中NH3为配体，氯的化合价为-1价，则Co的化合价是+3价，故答案为+3；

(2).加入NH4Cl使溶液中的浓度增大，抑制NH3·H2O的电离，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀，故答案为：抑制NH3·H2O的电离，使溶液中的c(OH－)降低，避免生成Co(OH)2沉淀；

(3).由分析可知：溶液中CoCl2、NH4Cl和浓氨水混合后，与H2O2溶液反应生成[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式是CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O，故答案为：CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+12H2O；

(4).由分析可知，第Ⅲ中缺少步骤是过滤，并且是在加入热的稀盐酸后，故答案为：趁热过滤、冷却；

(5).①由题可知：AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶液度，所以在滴加AgNO3时Ag+会与Cl-反应生成AgCl沉淀，当Cl-消耗完时再与CrO42-结合，所以滴定终点时是Ag+与CrO42-结合生成砖红色沉淀 ，故答案为：溶液中出现砖红色沉淀，半分钟内不消失；

②由AgCl沉淀的化学式可知：反应时Ag+与Cl-物质的量之比为1:1，滴定时消耗AgNO3的物质的量为cmol/L×vmL×10-3=cv×10-3mol，则25ml溶液中Cl-物质的量为cv×10-3mol，25ml溶液中Cl-的质量为：m=n×M=cv×10-3mol×35.5g/mol=35.5 cv×10-3g，则100g溶液中Cl-的质量为：4×35.5 cv×10-3g，故质量分数为：，故答案为。