Question

【題目】三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3是一種重要的化工產品，實驗室通常是在NH3和NH4Cl存在條件下，以活性炭為催化劑，用H2O2氧化CoC12溶液來制備[Co(NH3)6]Cl3，該反應屬于大量放熱的反應。某小組用如圖所示裝置制備[Co(NH3)6]Cl3，實驗步驟如下：

Ⅰ．稱取研細的CoC12·6H2O粉末10.0g和NH4Cl5.0g于燒杯中并加水溶解，將溶液轉入三頸燒瓶，加入25mL濃氨水和適量活性炭粉末，逐滴加入5mL30%的H2O2溶液。

Ⅱ．用水浴將混合物加熱至60℃，恒溫20分鐘，然后用冰水浴冷卻，充分結晶后過濾。

Ⅲ．將沉淀溶于熱的鹽酸中，趁熱過濾，濾液中加適量濃鹽酸并冷卻結晶。

Ⅳ．過濾、用乙醇洗滌晶體并在105℃條件下烘干。

試回答下列問題：

（1）制備[Co(NH3)6]Cl3的化學方程式是_______________________。

（2）請指出裝置中存在的一處缺陷____________________。

（3）若將5mL30%的H2O2溶液一次性加入三頸燒瓶，會出現的問題是_______________。

（4）若無活性炭作催化劑，所得產物中除[Co(NH3)6]Cl3外還會有大量二氯化一氯五氨合鈷[Co(NH3)5Cl]Cl2和三氯化五氨一水合鈷[Co(NH3)5H2O]Cl3晶體，而在活性炭的催化作用下，主要產物只有[Co(NH3)6]Cl3，這體現了催化劑的________性。

（5）步驟Ⅲ中趁熱過濾的主要目的是_____________，濾液中加適量濃鹽酸的主要目的是_________。

（6）乙醇洗滌與蒸餾水洗滌相比優點是___________________。

Answer 1

【答案】 2CoCl2+2NH4Cl+H2O2+10NH32[Co(NH3)6]Cl3+2H2O或 2CoCl2+H2O2+12NH3+2NH4Cl2Co(NH3)6Cl3+2NH3·H2O 缺少吸收揮發出的氨氣的裝置（答案合理即可） 溫度迅速升高，氨氣大量揮發且H2O2和NH4Cl受熱分解 選擇 除去活性炭并防止產品析出 增大氯離子濃度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3（答案合理即可） 產品損失少（寫上快速干燥不扣分）

【解析】(1)根據題意，在NH3和NH4Cl存在條件下，以活性炭為催化劑，用H2O2氧化CoC12溶液來制備[Co(NH3)6]Cl3，反應的化學方程式為2CoCl2+2NH4Cl+H2O2+10NH32[Co(NH3)6]Cl3+2H2O或2CoCl2+H2O2+12NH3+2NH4Cl2Co(NH3)6Cl3+2NH3·H2O，故答案為：2CoCl2+2NH4Cl+H2O2+10NH32[Co(NH3)6]Cl3+2H2O或2CoCl2+H2O2+12NH3+2NH4Cl2Co(NH3)6Cl3+2NH3·H2O；

(2)濃氨水容易揮發，氨氣會污染空氣，故答案為：缺少吸收揮發出的氨氣的裝置；

(3)該反應是放熱反應，反應過程中會放出大量的熱，若將5mL30%的H2O2溶液一次性加入三頸燒瓶，會造成溫度迅速升高，氨氣大量揮發且H2O2和NH4Cl受熱分解，故答案為：溫度迅速升高，氨氣大量揮發且H2O2和NH4Cl受熱分解；

(4)若無活性炭作催化劑，所得產物中除[Co(NH3)6]Cl3外還會有大量二氯化一氯五氨合鈷[Co(NH3)5 Cl]Cl2和三氯化五氨一水合鈷[Co(NH3)5 H2O]Cl3晶體，而在活性炭的催化作用下，主要產物只有[Co(NH3)6]Cl3，這體現了催化劑的選擇性，故答案為：選擇；

(5)步驟Ⅲ中趁熱過濾可以除去活性炭并防止產品析出，濾液中加適量濃鹽酸，增大氯離子濃度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3，故答案為：除去活性炭并防止產品析出；增大氯離子濃度，有利于析出[Co(NH3)6]Cl3；

(6)乙醇洗滌與蒸餾水洗滌相比，乙醇洗滌可以減少產品的損失，故答案為：產品損失少。