在處理NO廢氣的過程中，催化劑[Co（NH₃）₆]²⁺會逐漸失活變?yōu)閇Co（NH₃）₆]³⁺。某小組為解決這一問題，實(shí)驗(yàn)研究

+

2

C

o

和

+

3

C

o

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^-44
ⅱ．Co²⁺+6NH₃?[Co（NH₃）6]²⁺K₁=1.3×10⁵
Co²⁺+6NH₃?[Co（NH₃）6]³⁺K₂=2×10³⁵
ⅲ．[Co（NH₃）₆]²⁺和[Co（NH₃）₆]³⁺在酸性條件下均能生成

NH

+

4

（1）探究

+

2

C

o

的還原性
實(shí)驗(yàn)Ⅰ粉紅色的CoCl₂溶液或CoSO₄溶液在空氣中久置，無明顯變化。
實(shí)驗(yàn)Ⅱ向0.1mol/LCoCl₂溶液中滴入2滴酸性KMnO₄溶液，無明顯變化。
實(shí)驗(yàn)Ⅲ按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到電壓表指針偏轉(zhuǎn)。

①甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ得出結(jié)論：Co²⁺可以被酸性KMnO₄溶液氧化。乙同學(xué)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)Ⅳ，

將實(shí)驗(yàn)Ⅲ中的0.1mol/LCoCl₂溶液替換為0.2mol/LNaCl溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，指針偏轉(zhuǎn)幅度與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相同，

將實(shí)驗(yàn)Ⅲ中的0.1mol/LCoCl₂溶液替換為0.2mol/LNaCl溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，指針偏轉(zhuǎn)幅度與實(shí)驗(yàn)Ⅲ相同，

（補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象），否定了該觀點(diǎn)。
②探究堿性條件下

+

2

C

o

的還原性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)Ⅴ：

ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

4CO（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃

4CO（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃

。
③根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律解釋還原性Co（OH）₂＞Co²⁺：Co²⁺-e^-═Co³⁺在堿性條件下，OH^-與Co²⁺、Co³⁺反應(yīng)，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但

c（Co³⁺）

c（Co³⁺）

降低的程度更大，還原劑的還原性增強(qiáng)。
（2）探究Co的氧化性
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ和Ⅳ推測氧化性：Co³⁺＞Cl₂，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中，

加入適量鹽酸，棕褐色沉淀溶解，產(chǎn)生黃色有刺激性氣味的氣體，溶液變?yōu)榉奂t色，

加入適量鹽酸，棕褐色沉淀溶解，產(chǎn)生黃色有刺激性氣味的氣體，溶液變?yōu)榉奂t色，

（補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象），反應(yīng)的離子方程式是

2CO（OH）₃+6H⁺+2Cl^-=2Co²⁺+Cl₂↑+6H₂O

2CO（OH）₃+6H⁺+2Cl^-=2Co²⁺+Cl₂↑+6H₂O

。
②向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中，滴加H₂SO₄溶液，加入催化劑，產(chǎn)生無色氣泡，該氣體是

O₂

O₂

。
（3）催化劑[Co（NH₃）₆]²⁺的失活與再生
①結(jié)合數(shù)據(jù)解釋[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化為[Co（NH₃）₆]³⁺而失活的原因：

對Co²⁺-e^-═Co³⁺，NH₃與Co²⁺、Co³⁺反應(yīng)，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但K₂＞K₁，c（Co³⁺）降低的程度遠(yuǎn)大于c（Co²⁺），還原劑的還原性增強(qiáng)，[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化

對Co²⁺-e^-═Co³⁺，NH₃與Co²⁺、Co³⁺反應(yīng)，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但K₂＞K₁，c（Co³⁺）降低的程度遠(yuǎn)大于c（Co²⁺），還原劑的還原性增強(qiáng)，[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化

。
②根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化流程圖實(shí)現(xiàn)[Co（NH₃）₆]²⁺的再生：

[Co（NH₃）₆]³⁺

鹽酸或硫酸溶液

催化劑

Co²⁺

氨氣

[Co（NH₃）₆]²⁺

[Co（NH₃）₆]³⁺

鹽酸或硫酸溶液

催化劑

Co²⁺

氨氣

[Co（NH₃）₆]²⁺

。
流程圖示例：Co

C

l

2

CoCl₂

N

a

OH

Co（OH）₂