Question

（06年廣東卷）鈷(Co)化合物對化學(xué)鍵的研究起著重要的作用。為測定某鈷化合物［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

①稱取樣品0.5010g，加入過量的NaOH溶液，煮沸，蒸出所有的氨，冷卻，得到A。產(chǎn)生的氨用50.00mL0.5000mol?L^-1的鹽酸完全吸收并用蒸餾水定容至100mL，得溶液B。取B溶液20.00mL, 用0.1000mol?L^-1NaOH滴定，消耗NaOH溶液30.00mL。

②向A中加入過量KI固體，振蕩，鹽酸酸化后置于暗處，發(fā)生反應(yīng)：

Co^m++I^-→Co²⁺+I₂   (未配平)

反應(yīng)完成后，蒸餾水稀釋，用Na₂S₂O₃溶液滴定析出的I₂，消耗0.1000mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液20.00mL。反應(yīng)方程式為：I₂+2Na₂S₂O₃==2NaI+Na₂S₄O₆

③另稱取該物質(zhì)樣品0.2505g，溶于水，以0.1000mol?L^-1AgNO₃溶液滴定至恰好反應(yīng)完全，消耗AgNO₃溶液20.00mL。相應(yīng)反應(yīng)式為：

［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z+zAgNO₃==［Co(NH₃)_xCl_y］(NO₃)_z+zAgCl↓

通過計算求：

⑴［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

⑵該鈷化合物的化學(xué)式。

Answer 1

答案：

解：⑴NaOH+HCl=NaCl+H₂O   NH₃+HCl=NH₄Cl

20.00mLB溶液消耗0.1000mol?L^-1NaOH 30.00mL。

20.00mLB溶液中過量的HCl：n(HCl)=0.003000mol　,

100mLＢ溶液中過量的HCl：n(HCl)=0.01500mol那么與NH₃反應(yīng)的n(HCl)=0.01000mol

故0.5010g樣品中 n(NH₃)=0.01000mol   n(N)=0.01000mol

［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

⑵ I₂+2Na₂S₂O₃==2NaI+Na₂S₄O₆   

因反應(yīng)用去0.1000mol?L^-1Na₂S₂O₃溶液20.00mL，推算出：n(I₂)=0.001000mol

Co與Ｆe同一族，Co^m+具有強(qiáng)氧化性，故設(shè)m=3

則有：2Co³⁺+2I^-==2Co²⁺+I₂      n(Co³⁺)=0.002000mol 

0.5010g樣品中Cl的總質(zhì)量為：

m(Cl)=0.5010g-0.002000molx59g?mol ^-1-0.01000molx17g ?mol ^-1=0.2130g

n(Cl)=0.006000mol

又有：［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z+zAgNO₃==［Co(NH₃)_xCl_y］(NO₃)_z+zAgCl↓

0.2505g樣品擴(kuò)大一倍來算（即用0.5010g）推算出：

反應(yīng)消耗AgNO₃：n（AgNO₃）＝0.1000mol?L^-1x40.00mL=0.004000mol

即發(fā)生上述反應(yīng)的Cl^-為：n(Cl^-) =0.004000mol

則有  y:z=（0.006000mol-0.004000 mol）: 0.004000mol=1:2

同時還有：1：x:(y+z)= 0.002000: 0.01000: 0.006000=1:5:3

解得：x=5  y=1  z=2

帶入［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中，求得Co化合價為：+3   假設(shè)成立

該鈷化合物的化學(xué)式為：［Co(NH₃)₅Cl］Cl₂

答：⑴［Co(NH₃)_xCl_y］Cl_z中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.94%

⑵該鈷化合物的化學(xué)式為：［Co(NH₃)₅Cl］Cl₂