19.在處理NO廢氣的過程中,催化劑[Co(NH
3)
6]
2+會逐漸失活變?yōu)閇Co(NH
3)
6]
3+。某小組為解決這一問題,實驗研究
和
之間的相互轉(zhuǎn)化。
資料:?。甂
sp[Co(OH)
2]=5.9×10
-15 K
sp[Co(OH)
3]=1.6×10
-44ⅱ.Co
2++6NH
3?[Co(NH
3)6]
2+K
1=1.3×10
5Co
2++6NH
3?[Co(NH
3)6]
3+K
2=2×10
35ⅲ.[Co(NH
3)
6]
2+和[Co(NH
3)
6]
3+在酸性條件下均能生成
(1)探究
的還原性
實驗Ⅰ粉紅色的CoCl
2溶液或CoSO
4溶液在空氣中久置,無明顯變化。
實驗Ⅱ向0.1mol/LCoCl
2溶液中滴入2滴酸性KMnO
4溶液,無明顯變化。
實驗Ⅲ按如圖裝置進行實驗,觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)。
①甲同學根據(jù)實驗Ⅲ得出結(jié)論:Co
2+可以被酸性KMnO
4溶液氧化。乙同學補充實驗Ⅳ,
(補全實驗操作及現(xiàn)象),否定了該觀點。
②探究堿性條件下
的還原性,進行實驗。實驗Ⅴ:
ⅱ中反應(yīng)的化學方程式是
。
③根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律解釋還原性Co(OH)
2>Co
2+:Co
2+-e
-═Co
3+在堿性條件下,OH
-與Co
2+、Co
3+反應(yīng),使c(Co
2+)和c(Co
3+)均降低,但
降低的程度更大,還原劑的還原性增強。
(2)探究Co的氧化性
①根據(jù)實驗Ⅲ和Ⅳ推測氧化性:Co
3+>Cl
2,設(shè)計實驗證明:向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中,
(補全實驗操作及現(xiàn)象),反應(yīng)的離子方程式是
。
②向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中,滴加H
2SO
4溶液,加入催化劑,產(chǎn)生無色氣泡,該氣體是
。
(3)催化劑[Co(NH
3)
6]
2+的失活與再生
①結(jié)合數(shù)據(jù)解釋[Co(NH
3)
6]
2+能被氧化為[Co(NH
3)
6]
3+而失活的原因:
。
②根據(jù)以上實驗,設(shè)計物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程圖實現(xiàn)[Co(NH
3)
6]
2+的再生:
。
流程圖示例:Co
CoCl
2Co(OH)
2