在处理NO废气的过程中，催化剂[Co（NH₃）₆]²⁺会逐渐失活变为[Co（NH₃）₆]³⁺。某小组为解决这一问题，实验研究

+

2

C

o

和

+

3

C

o

之间的相互转化。
资料：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
Co²⁺+6NH₃⇌[Co（NH₃）6]³⁺K₂=2×10³⁵
ⅲ．[Co（NH₃）₆]²⁺和[Co（NH₃）₆]³⁺在酸性条件下均能生成

NH

+

4

（1）探究

+

2

C

o

的还原性
实验Ⅰ粉红色的CoCl₂溶液或CoSO₄溶液在空气中久置，无明显变化。
实验Ⅱ向0.1mol/LCoCl₂溶液中滴入2滴酸性KMnO₄溶液，无明显变化。
实验Ⅲ按如图装置进行实验，观察到电压表指针偏转。

①甲同学根据实验Ⅲ得出结论：Co²⁺可以被酸性KMnO₄溶液氧化。乙同学补充实验Ⅳ，

将实验Ⅲ中的0.1mol/LCoCl₂溶液替换为0.2mol/LNaCl溶液进行实验，指针偏转幅度与实验Ⅲ相同，

将实验Ⅲ中的0.1mol/LCoCl₂溶液替换为0.2mol/LNaCl溶液进行实验，指针偏转幅度与实验Ⅲ相同，

（补全实验操作及现象），否定了该观点。
②探究碱性条件下

+

2

C

o

的还原性，进行实验。实验Ⅴ：

ⅱ中反应的化学方程式是

4CO（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃

4CO（OH）₂+O₂+2H₂O=4Co（OH）₃

。
③根据氧化还原反应规律解释还原性Co（OH）₂＞Co²⁺：Co²⁺-e^-═Co³⁺在碱性条件下，OH^-与Co²⁺、Co³⁺反应，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但

c（Co³⁺）

c（Co³⁺）

降低的程度更大，还原剂的还原性增强。
（2）探究Co的氧化性
①根据实验Ⅲ和Ⅳ推测氧化性：Co³⁺＞Cl₂，设计实验证明：向Ⅴ中得到的棕褐色沉淀中，

加入适量盐酸，棕褐色沉淀溶解，产生黄色有刺激性气味的气体，溶液变为粉红色，

加入适量盐酸，棕褐色沉淀溶解，产生黄色有刺激性气味的气体，溶液变为粉红色，

（补全实验操作及现象），反应的离子方程式是

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，加入催化剂，产生无色气泡，该气体是

O₂

O₂

。
（3）催化剂[Co（NH₃）₆]²⁺的失活与再生
①结合数据解释[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化为[Co（NH₃）₆]³⁺而失活的原因：

对Co²⁺-e^-═Co³⁺，NH₃与Co²⁺、Co³⁺反应，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但K₂＞K₁，c（Co³⁺）降低的程度远大于c（Co²⁺），还原剂的还原性增强，[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化

对Co²⁺-e^-═Co³⁺，NH₃与Co²⁺、Co³⁺反应，使c（Co²⁺）和c（Co³⁺）均降低，但K₂＞K₁，c（Co³⁺）降低的程度远大于c（Co²⁺），还原剂的还原性增强，[Co（NH₃）₆]²⁺能被氧化

。
②根据以上实验，设计物质转化流程图实现[Co（NH₃）₆]²⁺的再生：

[Co（NH₃）₆]³⁺

盐酸或硫酸溶液

催化剂

Co²⁺

氨气

[Co（NH₃）₆]²⁺

[Co（NH₃）₆]³⁺

盐酸或硫酸溶液

催化剂

Co²⁺

氨气

[Co（NH₃）₆]²⁺

。
流程图示例：Co

C

l

2

CoCl₂

N

a

OH

Co（OH）₂