Question

【題目】CoxFe3－xO4磁粉是一種比較好的高矯頑力磁粉。工業上以FeSO4為原料制備CoxFe3－xO4的主要步驟如下：

（1）步驟①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下攪拌被O2氧化生成FeOOH晶種。生成晶種的化學方程式為_________；

（2）步驟③將FeOOH固體在200～300℃下加熱脫水，生成紅色Fe2O3。實驗室完成該操作需要下列儀器中的________(填字母)。

a．蒸發皿　　b．燒杯　　c．坩堝　　d．泥三角　　e．酒精燈

（3）步驟④通入H2，加熱至300～400℃，生成Fe3O4。通入H2前要向加熱爐中通入N2，其作用為_____。

（4）CoC2O4是制備鈷的氧化物的重要原料；取18.3g CoC2O4·2H2O在空氣中加熱至350℃充分反應，生成鈷氧化物8.03克。通過計算確定此鈷氧化物的化學成分為___（填化學式）。

（5）另取一定量二水合草酸鈷在某溫度下分解產生的鈷氧化物（其中所含Co的化合價為＋2、＋3）與560 mL 5 mol·L－1鹽酸充分反應，鈷氧化物恰好完全溶解，得到CoCl2溶液和標準狀況下的黃綠色氣體4.48 L。試確定該鈷氧化物中Co、O的物質的量之比____。

Answer 1

【答案】 4FeSO4＋8NaOH＋O24FeOOH＋4Na2SO4＋2H2O cde 除去空氣，防止氫氣與氧氣混合反應爆炸 Co3O4 6：7

【解析】（1）根據題意，反應物為FeSO4、NaOH、O2，產物為FeOOH，同時生成Na2SO4，化學反應方程式為：4FeSO4+8NaOH+O2 4FeOOH+4Na2SO4+2H2O；

（2）加熱固體用坩堝，與其配套的有泥三角、三腳架、坩堝鉗、酒精燈等，故選：cde；

（3）氫氣易燃，在有氧氣存在下加熱會發生爆炸，故先用氮氣排盡空氣，防止氫氣與氧氣混合反應爆炸；

（4）18.3 gCoC2O4·2H2O的物質的量==0.1 mol，加熱至350 ℃充分反應，生成鈷的氧化物8.03 g，設該氧化物為CoxOy，則M(CoxOy)=59x+16y，n(CoxOy)= mol，即：(59x+16y) =8.03，解得x:y=3:4，鈷氧化物的化學成分為Co3O4；

（5）n(HCl)=5 mol/L560 mL=2.8 mol，n(Cl2)= =0.2 mol，n(Co)=[ n(HCl)- n(Cl2) 2] 2=1.2 mol，n(O)= n(HCl) 2=1.4 mol，即n(Co): n(O)=6:7。