的制备及其化学式的确定

实验57　三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备及其化学式的确定

实验目的

加深理解配合物的形成对三价钴的稳定性的影响；掌握沉淀滴定法（莫尔法）测定氯离子含量的操作。

实验原理

在通常情况下，二价钴盐较三价钴盐稳定得多，而在它们的配合物状态下却相反，三价钴反而比二价钴稳定。通常采用空气或过氧化氢氧化二价钴的配合物的方法，来制备三价钴的配合物。

氯化钴（Ⅲ）的氨合物有许多种，主要有三氯化六氨合钴（Ⅲ）［Co（NH₃）₆］Cl₃（橙黄色晶体）、三氯化一水五氨合钴（Ⅲ）［Co（NH₃）₅H₂O］Cl₃（砖红色晶体）、二氯化一氯五氨合钴（Ⅲ）［Co（NH₃）₅Cl］Cl₂（紫红色晶体）等，它们的制备条件各不相同。三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备条件是以活性炭为催化剂，用过氧化氢氧化有氨及氯化铵存在的氯化钴（Ⅱ）溶液。反应式为：

实验用品

仪器　锥形瓶；三口烧瓶；布氏漏斗；抽滤瓶；水循环真空泵；滴定管；氨的测定装置。

试剂　CoCl₂·6H₂O（s）；NH₄Cl（s）；活性炭；NH₃·H₂O（浓）；KI（s）；H₂O₂ （6％）；HCl（6mol·L^－1，浓）；HCl标准溶液（0.5mol·L^－1）；NaOH标准溶液（0.5 mol·L^－1，10％）；Na₂S₂O₃标准溶液（0.1mol·L^－1）；AgNO₃标准溶液（0.1mol· L^－1）；淀粉溶液（0.1％）；K₂CrO₄（5％）等。

实验步骤

1.［Co（NH₃）₆］Cl₃的制备

将4.5g研细的氯化钴CoCl₂·6H₂O和3g NH₄Cl溶于10mL水中，加热溶解后倾入一盛有0.3g活性炭的100mL锥形瓶中。冷却后，加入10mL浓氨水，进一步冷却至10℃以下，缓慢滴加10mL 6％H₂O₂溶液，同时搅拌。水浴加热至60℃，保温20min。以流水冷却后再以冰水浴冷却至0℃左右。减压过滤，将沉淀溶于含有1.5mL浓盐酸的40mL沸水中。趁热减压过滤，慢慢加入8mL浓盐酸于滤液中，即有橙黄色晶体析出，冰水浴冷却。减压过滤，晶体用少量冷的稀盐酸洗涤。将产品在105℃烘干2h。

2.［Co（NH₃）₆］Cl₃组成的测定

（1）氨的测定。精确称取0.2g左右的产品，加80mL水溶解，注入图5－3所示的盛样品液的三口烧瓶中，然后逐滴加入10mL 10％NaOH溶液，通入水蒸气，将溶液中的氨全部蒸出，用30.00mL 0.5mol·L^－1 HCl标准溶液吸收。蒸馏40～60min。取下接收瓶，加2滴0.1％甲基红指示剂，用0.5mol·L^－1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，计算氨的含量。

（2）钴的测定。精确称取0.2g左右的产品，加20mL水溶解。加入10mL 10％NaOH溶液，加热，将氨全部赶走后，冷却。也可取上面氨的测定中已赶走氨的样品液。加入1g碘化钾固体和10mL 6mol·L^－1 HCl溶液，于暗处放置5min左右。用0.1mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定到浅黄色，加入5mL新配的0.1％淀粉溶液，再滴至蓝色消失。计算钴的含量。

（3）氯的测定。准确称取产品两份（自己计算所需的量），分别加入25mL水溶解。加入1mL 5％K₂CrO₄溶液为指示剂，用0.1mol·L^－1 AgNO₃标准溶液滴定至出现淡红色不再消失为终点。计算氯的含量。

图5－3　氨的测定装置

1、2—水；3—10％NaOH溶液；4—样品液；5—0.5mol·L－1 HCl溶液；6—冰盐水

由以上测定氨、钴和氯的结果，写出产品的化学式。

思考题

（1）在制备［Co（NH₃）₆］Cl₃过程中，NH₄Cl、活性炭和H₂O₂各起什么作用？

（2）在制备［Co（NH₃）₆］Cl₃过程中，为什么在溶液中加了H₂O₂后要在60℃恒温一段时间？为什么要在滤液中加入浓盐酸？

（3）测定钴含量时，样品液中加入10％NaOH溶液，加热后出现棕黑色沉淀，它是什么化合物？加入KI和6mol·L^－1 HCl溶液后，为什么要在暗处放置？放置5min左右后，沉淀溶解，生成的是什么化合物？

（4）氯的测定原理是什么？