《2025年168优化重组卷五年高考真题分类汇编高中化学全一册通用版》

7.(2023·全国甲卷,14分)钴配合物$[\mathrm{Co(NH_3)_6}]\mathrm{Cl_3}$溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备：$2\mathrm{CoCl_2+2NH_4Cl+10NH_3+H_2O_2}\xrightarrow{活性炭}2[\mathrm{Co(NH_3)_6}]\mathrm{Cl_3+2H_2O}$
具体步骤如下：
Ⅰ.称取$2.0\mathrm{g}\mathrm{NH_4Cl}$,用$5\mathrm{mL}$水溶解。
Ⅱ.分批加入$3.0\mathrm{g}\mathrm{CoCl_2·6H_2O}$后,将溶液温度降至$10°\mathrm{C}$以下,加入$1\mathrm{g}$活性炭、$7\mathrm{mL}$浓氨水,搅拌下逐滴加入$10\mathrm{mL}6\%$的双氧水。
Ⅲ.加热至$55～60°\mathrm{C}$反应$20\mathrm{min}$.冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的$25\mathrm{mL}$沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入$4\mathrm{mL}$浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。

仪器a的名称是锥形瓶。加快$\mathrm{NH_4Cl}$溶解的操作有用玻璃棒搅拌、用酒精灯加热。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至$10°\mathrm{C}$以下以避免$H_{2}O_{2}$分解、浓氨水挥发;可选用冰水浴降低溶液温度。

(3)指出下列过滤操作中不规范之处：
玻璃棒末端没有靠在3层滤纸上、漏斗下端尖嘴部分没有紧贴烧杯内壁。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为活性炭。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是促进$[Co(NH_{3})_{6}]Cl_{3}$结晶析出。

答案：
(1)仪器a的名称为锥形瓶，根据题给步骤I中使用的部分仪器可知，加快$NH_{4}Cl$溶解所采用的操作有用玻璃棒搅拌、用酒精灯加热。
(2)根据所加试剂的性质可分析将溶液温度降至10℃以下的原因，可选用冰水浴降温。
(3)该反应中活性炭作催化剂(反应前后不变)，$[Co(NH_{3})_{6}]Cl_{3}$在冷水中微溶，则步骤Ⅲ过滤得到的固体为$[Co(NH_{3})_{6}]Cl_{3}$和活性炭的混合物，步骤Ⅳ中$[Co(NH_{3})_{6}]Cl_{3}$溶于含有少量盐酸的沸水中，趁热过滤得到的固体为活性炭。
(5)根据同离子效应可知，向滤液中加入浓盐酸(提供$Cl^{-}$)，能抑制$[Co(NH_{3})_{6}]Cl_{3}$溶解，利于析出橙黄色晶体。
答案　
(1)锥形瓶　用玻璃棒搅拌、用酒精灯加热　
(2)$H_{2}O_{2}$分解　浓氨水挥发　冰水浴　
(3)玻璃棒末端没有靠在3层滤纸上、漏斗下端尖嘴部分没有紧贴烧杯内壁　
(4)活性炭
(5)促进$[Co(NH_{3})_{6}]Cl_{3}$结晶析出