Question

【題目】堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)z，相對(duì)分子質(zhì)量為365]常用作電子材料、磁性材料的添加劑.堿式碳酸鈷中的Co的化合價(jià)類似與Fe3O4中Fe的化合價(jià)，其中高價(jià)態(tài)具有強(qiáng)氧化性，而低價(jià)態(tài)在溶液中能穩(wěn)定存在，受熱時(shí)可分解生成三種氧化物。為了確定其組成，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：

① 稱取一定量的樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；

② 按如圖所示裝置組裝好儀器，并_______________；

③ 加熱甲中玻璃管，當(dāng)乙裝置中________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，停止加熱；

④ 打開活塞a，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；

⑤ 計(jì)算。

（2）步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是____________。

（3）上述實(shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷。為解決這一問(wèn)題，可在_____(填裝置連接位置)增加一個(gè)_____裝置（填字母）。

A.盛有濃硫酸的洗氣瓶 B. 盛有無(wú)水氯化鈣的U形管

C. 盛有P2O5的干燥管 D. 盛有堿石灰的干燥管

（4）若按正確裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得乙裝置增重0.36g，丙裝置增重0.88g, 則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為_________。

（5）該堿式碳酸鈷與濃鹽酸反應(yīng)時(shí)，起酸性作用的HCl與被氧化的HC1的物質(zhì)的量之比為_________。

Answer 1

【答案】 檢查裝置氣密性 不再有氣泡產(chǎn)生 將裝置中生成的CO2和水蒸汽全部排入乙、丙裝置中 裝置甲前 D Co3(OH)4(CO3)2 3:1

【解析】（1）②按如圖所示裝置組裝好儀器，必須檢查裝置氣密性；③加熱甲中玻璃管，當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生，即堿式碳酸鈷分解完畢；（2）步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘，將裝置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙裝置中，以免影響測(cè)量結(jié)果；（3）由于空氣中含有水蒸氣和CO2也能被堿石灰吸收，所以在活塞a前，加裝裝置，裝置中盛放的堿石灰，用來(lái)吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，答案選D；（4）測(cè)得乙裝置增重0.36g，說(shuō)明生成水的質(zhì)量為0.36g，物質(zhì)的量為0.36g÷18g/mol=0.02mol；丙裝置增重0.88g，說(shuō)明生成二氧化碳的質(zhì)量為0.88g，物質(zhì)的量為0.88g÷44g/mol＝0.02mol。由于堿式碳酸鈷中的Co的化合價(jià)類似于Fe3O4中Fe的化合價(jià)，則根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量是365可知含有2個(gè)+3價(jià)的和1個(gè)+2價(jià)的，化學(xué)式只能是 Co3(OH)4(CO3)2。（5）1mol該堿式碳酸鈷與濃鹽酸反應(yīng)時(shí)，生成3molCoCl2，得到2mol電子，能氧化2mol氯離子，則起酸性作用的HCl與被氧化的HC1的物質(zhì)的量之比為6mol：2mol＝3：1。