Question

【題目】三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3 是橙黃色、微溶于水的配合物，是合成其它一些含鈷配合物的原料。下圖是某科研小組以含鈷廢料（含少量Fe、Al 等雜質）制取[Co(NH3)6]Cl3 的工藝流程：

回答下列問題：

（1）寫出加“適量NaClO3”發生反應的離子方程式______________。

（2）“加Na2CO3 調pH至a”會生成兩種沉淀，分別為_______________________（填化學式）。

（3）操作Ⅰ的步驟包括_____________________________、冷卻結晶、減壓過濾。

（4）流程中NH4Cl除作反應物外，還可防止加氨水時c(OH－) 過大，其原理是_________________。

（5）“氧化”步驟，甲同學認為應先加入氨水再加入H2O2，乙同學認為試劑添加順序對產物無影響。你認為___________（填“甲”或“乙”）同學觀點正確，理由是_________________________________。寫出該步驟的化學方程式：________________________________

（6）通過碘量法可測定產品中鈷的含量。將 [Co(NH3)6]Cl3 轉化成Co3＋后，加入過量KI 溶液，再用Na2S2O3標準液滴定(淀粉溶液做指示劑)，反應原理：2Co3＋＋2I－＝2Co2＋＋I2，I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－，實驗過程中，下列操作會導致所測鈷含量數值偏高的是_______。

a．用久置于空氣中的 KI 固體配制溶液

b．盛裝Na2S2O3標準液的堿式滴定管未潤洗

c．滴定結束后，發現滴定管內有氣泡

d．溶液藍色退去，立即讀數

Answer 1

【答案】6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O Fe(OH)3 和 Al(OH)3 HCl氛圍下蒸發濃縮 NH4Cl溶于水電離出NH4＋會抑制后期加入的NH3·H2O的電離 甲 防止Co(OH)3的生成 H2O2＋2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O＝2Co(NH3)6Cl3↓＋12H2O ab

【解析】

以含鈷廢料（含少量Fe、Al 等雜質）制取[Co(NH3)6]Cl3 ，用鹽酸溶解廢料，得到Co2+、Fe2+、Al3+的酸性溶液，加入適量的NaClO3將亞鐵離子氧化為鐵離子，再加入碳酸鈉調節pH，沉淀鋁離子、鐵離子為氫氧化鋁和氫氧化鐵，過濾，得到濾液，向含有Co2+的溶液中加入鹽酸調節pH=2-3,加入活性炭和氯化銨溶液得到CoCl2 6H2O，再依次加入氨水和過氧化氫，發生反應H2O2＋2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O＝2Co(NH3)6Cl3↓＋12H2O，再將沉淀在氯化氫分為下蒸發濃縮，冷卻結晶，減壓過濾得到產品，據此分析作答。

(1)加適量NaClO3的目的是將亞鐵離子氧化為鐵離子，發生的離子反應為6Fe2＋＋ClO3－＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2O；

(2)加入碳酸鈉調節pH，沉淀鋁離子和鐵離子，轉化為Fe(OH)3 和 Al(OH)3；

(3)微粒防止產品水解，故應在HCl氛圍下蒸發濃縮；

(4)流程中氯化銨除作為反應物外，NH4Cl溶于水電離出NH4＋會抑制后期加入的NH3·H2O的電離，可防止加氨水時氫氧根離子濃度過大；

(5)若先加入過氧化氫，將鈷元素氧化到Co3+，后加入氨水，會生成氫氧化鈷，不利于產品的生成，故甲同學正確，先加入氨水再加入過氧化氫，可防止Co(OH)3的生成，此時的反應為H2O2＋2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3·H2O＝2Co(NH3)6Cl3↓＋12H2O；

(6) a．用久置于空氣中的 KI 固體配制溶液，碘化鉀部分被氧化為碘單質，滴定時消耗的硫代硫酸鈉標準增多，測定結果偏高，故正確；

b．盛裝Na2S2O3標準液的堿式滴定管未潤洗，則標準也被稀釋，滴定時消耗的硫代硫酸鈉標準也體積增多，測定結果偏高，故正確；

c．滴定結束后，發現滴定管內有氣泡，氣泡占體積，則消耗的硫代硫酸鈉標準液體積讀數偏小，測定結果偏低，故錯誤；

d．溶液藍色退去，立即讀數，此時溶液混合不均，碘單質并未完全被標準液反應完全，導致消耗的標準液減少，測定結果偏低，故錯誤。故選ab。