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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
题目详情
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
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-1;
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ⅠB.装置ⅡC.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: ___.
2CoCl2•6H2O+10NH3+2NH4Cl+H2O2
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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-1;
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ⅠB.装置ⅡC.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: ___.
▼优质解答
答案和解析
(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,
故答案为:烘干;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,
故答案为:Co2++2NH3•H2O=Co(OH)2↓+2NH4+;抑制NH3•H2O的电离;
(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;
故答案为:避免H2O2的分解;
(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;
故答案为:趁热过滤;A;用滤液清洗;布氏漏斗;吸滤瓶;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;
故答案为: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;
故答案为: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.
故答案为:烘干;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,
故答案为:Co2++2NH3•H2O=Co(OH)2↓+2NH4+;抑制NH3•H2O的电离;
(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;
故答案为:避免H2O2的分解;
(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;
故答案为:趁热过滤;A;用滤液清洗;布氏漏斗;吸滤瓶;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;
故答案为: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;
故答案为: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.
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