在處理NO廢氣的過程中，催化劑[Co（NH₃）₆]²⁺會逐漸失活變為[Co（NH₃）₆]³⁺。某小組為解決這一問題，實驗研究

+

2

C

o

和

+

3

C

o

之間的相互轉化。
資料：i.K_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
Co³⁺+6NH₃?[Co（NH₃）₆]³⁺；K₂=2×10³⁵
ii.[Co（NH₃）₆]²⁺和[Co（NH）₆]³⁺在酸性條件下均能生成

NH

+

4

（1）探究

+

2

C

o

的還原性
實驗Ⅰ粉紅色的CoCl₂溶液或CoSO₄溶液在空氣中久置，無明顯變化。
實驗Ⅱ向0.1mol/LCoCl₂溶液中滴入2滴酸性KMnO₄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。

①甲同學根據實驗Ⅰ得出結論：Co²⁺可以被酸性KMnO₄溶液氧化。乙同學補充實驗Ⅲ，

將實驗Ⅲ中的0.1mol/LCoCl₂溶液替換為0.2mol/LNaCl溶液進行實驗，指針偏轉幅度與實驗Ⅲ相同，從而否定了甲同學

將實驗Ⅲ中的0.1mol/LCoCl₂溶液替換為0.2mol/LNaCl溶液進行實驗，指針偏轉幅度與實驗Ⅲ相同，從而否定了甲同學

 （補全實驗操作及現象），否定了該觀點。
②探究堿性條件下

+

2

C

o

的還原性，進行實驗。

ii中反應的化學方程式是

4Co（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃

4Co（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃

。
③根據氧化還原反應規律解釋還原性Co（OH）₂＞Co²⁺：Co²⁺-e^-=Co³⁺在堿性條件下，OH^-與Co²⁺、Co³⁺反應，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。
（2）探究Co的氧化性
①根據實驗Ⅱ和Ⅳ推測氧化性：Co³⁺＞Cl₂，設計實驗證明：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，產生黃色有刺激性氣味的氣體，溶液變為粉紅色，證明：實驗Ⅲ和Ⅳ推測氧化性：Co³⁺＞Cl₂

加入適量鹽酸，棕褐色沉淀溶解，產生黃色有刺激性氣味的氣體，溶液變為粉紅色，證明：實驗Ⅲ和Ⅳ推測氧化性：Co³⁺＞Cl₂

 （ 補全實驗操作及現象），反應的離子方程式是

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結合數據解釋[Co（NH）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，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但K₂＞K₁，c（Co³⁺）降低的程度遠大于c（Co²⁺），還原劑的還原性增強，[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化

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

。
②根據以上實驗，設計物質轉化流程圖實現[Co（NH₃）₆]²⁺的再生：

[Co（NH₃）₆]³⁺

鹽酸或硫酸溶液

催化劑

Co²⁺

N

H

3

[Co（NH₃）₆]²⁺

[Co（NH₃）₆]³⁺

鹽酸或硫酸溶液

催化劑

Co²⁺

N

H

3

[Co（NH₃）₆]²⁺

。
實例：Co

C

l

2

CoCl₂

N

a

OH

Co（OH）₂