Question

4．二氯化一氯五氨合鈷（[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂，M=250.5g•mol^-1，紫紅色固體）因在離子鑒定、電鍍、醫(yī)學(xué)方面的廣泛應(yīng)用受到了人們的關(guān)注，它不溶于乙醇，難溶于水．實(shí)驗(yàn)室制備二氯化一氯五氨合鈷的流程如下，裝置如圖：
11.80g金屬鈷$→_{①}^{適量鹽酸}$氯化鈷溶液$→_{②}^{足量氯化銨、濃氨水混合液}$$→_{③}^{適量雙氧水溶液}$深紅色溶液$→_{④}^{適量濃鹽酸}$紫紅色懸濁液$→_{⑤}^{過(guò)濾}$$→_{⑥}^{洗滌}$$→_{⑦}^{烘干}$mg產(chǎn)品
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）寫出儀器a的名稱分液漏斗；向裝置2中加入適量鹽酸后，關(guān)閉活塞進(jìn)行第①步反應(yīng)，如何通過(guò)裝置1判斷該反應(yīng)已經(jīng)完全裝置I中注射器中活塞不發(fā)生移動(dòng)；在不添加其他試劑的前提下，如何操作能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)②步反應(yīng)關(guān)閉裝置2、裝置3中分液漏斗的活塞，再將裝置I中注射器活塞向右推動(dòng)，使裝置2中的液體壓入裝置3中．
（2）第③步加入雙氧水的作用是將Co元素由+2價(jià)氧化為+3價(jià)；第④步加入適量濃鹽酸的作用是增大溶液中Cl^-離子濃度，有利于二氯化一氯五氨合鈷的沉淀．
（3）第⑥步洗滌操作為：先用冷水洗滌，再用乙醇洗滌．其中乙醇洗滌的目的是有利于蒸發(fā)，除去表面水分．
（4）第⑦步烘干操作的溫度應(yīng)控制在100-160℃，溫度不能過(guò)低也不能過(guò)高的可能原因是溫度過(guò)低烘干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高易使產(chǎn)品分解．
（5）將產(chǎn)品分為10等份，取其中一份于強(qiáng)堿溶液中，加熱煮沸，蒸出所有氨氣后，向溶液中加酸中和，然后加入0.5000mol•L^-1的KI溶液0.04000L（過(guò)量），滴加指示劑，用0.1000的mol•L^-1Na₂S₂O₃溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)消耗0.1200LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液，則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為60.00%．（2Co³⁺+2I^-=2Co²⁺+I₂；2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-）

Answer 1

分析 （1）儀器a為分液漏斗；在裝置2中發(fā)生第①步反應(yīng)：Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑，生成的氫氣會(huì)加入注射器，根據(jù)注射器中活塞是否移動(dòng)可以判斷反應(yīng)是否完畢；在裝置3中反應(yīng)得到二氯化一氯五氨合鈷，裝置3中盛放氯化銨、濃氨水混合液，分液漏斗中盛放過(guò)氧化氫，利用裝置2中產(chǎn)生的氫氣，將裝置2中反應(yīng)后的溶液壓入裝置3中使溶液混合；
（2）第一步反應(yīng)得到CoCl₂，而二氯化一氯五氨合鈷中Co元素為+3價(jià)，可知雙氧水其氧化劑作用；第④步加入適量濃鹽酸，增大溶液中Cl^-離子濃度，有利于二氯化一氯五氨合鈷的沉淀；
（3）二氯化一氯五氨合鈷不溶于乙醇，難溶于水，先用冷水洗滌，再用乙醇洗滌，有利于蒸發(fā)，除去表面水分；
（4）溫度過(guò)低，干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高，配合物容易分解；
（5）根據(jù)Co元素守恒計(jì)算理論上生成[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂的物質(zhì)的量，結(jié)合滴定中反應(yīng)離子方程式，可得關(guān)系式：2[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂～2Co³⁺～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算實(shí)際得到[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)率．

解答 解：（1）由儀器結(jié)構(gòu)特征，可知儀器a為分液漏斗；
在裝置2中發(fā)生第①步反應(yīng)：Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑，生成的氫氣會(huì)加入注射器，裝置I中注射器中活塞不發(fā)生移動(dòng)，說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)完全；
在裝置3中反應(yīng)得到二氯化一氯五氨合鈷，裝置3中盛放氯化銨、濃氨水混合液，分液漏斗中盛放過(guò)氧化氫，關(guān)閉裝置2、裝置3中分液漏斗的活塞，再將裝置I中注射器活塞向右推動(dòng)，使裝置2中的液體壓入裝置3中，
進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第②步反應(yīng)，
故答案為：分液漏斗；裝置I中注射器中活塞不發(fā)生移動(dòng)；關(guān)閉裝置2、裝置3中分液漏斗的活塞，再將裝置I中注射器活塞向右推動(dòng)，使裝置2中的液體壓入裝置3中；
（2）第一步反應(yīng)得到CoCl₂，而二氯化一氯五氨合鈷中Co元素為+3價(jià)，可知雙氧水其氧化劑作用，目的是將Co元素由+2價(jià)氧化為+3價(jià)；
第④步加入適量濃鹽酸，增大溶液中Cl^-離子濃度，有利于二氯化一氯五氨合鈷的沉淀，
故答案為：將Co元素由+2價(jià)氧化為+3價(jià)；增大溶液中Cl^-離子濃度，有利于二氯化一氯五氨合鈷的沉淀；
（3）二氯化一氯五氨合鈷不溶于乙醇，難溶于水，先用冷水洗滌，再用乙醇洗滌，有利于蒸發(fā)，除去表面水分，
故答案為：有利于蒸發(fā)，除去表面水分；
（4）溫度過(guò)低烘干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高易使產(chǎn)品分解，故烘干操作的溫度應(yīng)控制在100-160℃，
故答案為：溫度過(guò)低烘干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溫度過(guò)高易使產(chǎn)品分解；
（5）根據(jù)Co元素守恒，理論上生成[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂的物質(zhì)的量等于Co的物質(zhì)的量，即為$\frac{11.8g}{59g/mol}$=0.2000mol，
滴定反應(yīng)中消耗Na₂S₂O₃為0.1200L×0.1000mol/L=0.01200mol，
2[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂～2Co³⁺～I(xiàn)₂～2S₂O₃^2-
2                             2
0.01200mol                    0.01200mol
故實(shí)際得到[Co（NH₃）₅Cl]Cl₂的物質(zhì)的量為0.01200mol×10=0.1200mol，
故產(chǎn)率為$\frac{0.1200mol}{0.2000mol}$×100%=60.00%，
故答案為：60.00%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案、物質(zhì)含量測(cè)定，涉及對(duì)反應(yīng)原理、試劑及操作的分析與評(píng)價(jià)等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，（5）中注意利用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，難度中等．