Question

1820年德貝爾鈉首次使用MnO₂作催化劑加熱分解KClO₃制備O₂，當(dāng)時(shí)就發(fā)現(xiàn)氣態(tài)產(chǎn)物有異常氣味，后來(lái)證明是因?yàn)槠渲泻�有少量C1₂和O₃（臭氧）等雜質(zhì)．已知O₃的氧化性比O₂更強(qiáng)，且與還原劑反應(yīng)時(shí)通常生成O₂，碳酸鈷在加熱條件下與氧氣的反應(yīng)可表示為：xCoCO₃+

y-x

2

O₂→xCO₂+Co_xO_y （褐色）
現(xiàn)利用如圖實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定固體Co_xO_y的組成

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：
（1）裝置中的U形管內(nèi)填充的試劑是

 

；
A．無(wú)水氯化鈣  B．無(wú)水硫酸銅  C．五氧化二磷      D．堿石灰
（2）若實(shí)驗(yàn)裝置中，接口a與b直接連接，而不用B、C裝置，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生偏差，其原因是

 

；
（3）B洗氣瓶?jī)?nèi)所盛放的物質(zhì)是

 

；
A．飽和NaHCO₃溶液    B．NaOH溶液  C．飽和NaCl溶液     D．KI溶液
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，首先撤去A裝置部分的燈，會(huì)引起

 

；
（5）碳酸鈷完全轉(zhuǎn)化為褐色的Co_xO_y 后，稱(chēng)得E管增重2.2g，D管內(nèi)殘留的物質(zhì)的質(zhì)量是4.15g，由此可以推知褐色物質(zhì)（Co_xO_y ）中x：y=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專(zhuān)題：

分析：由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定裝置E中的增重，確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，再利用n（C）=n（Co）可知Co_xO_y中Co的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Co的質(zhì)量，裝置D管內(nèi)殘留物質(zhì)是Co_xO_y，計(jì)算出氧元素質(zhì)量，再計(jì)算氧原子的物質(zhì)的量，根據(jù)原子物質(zhì)的量之比確定化學(xué)式．
（1）E裝置的U形管里盛放的物質(zhì)用于吸收裝置D生成的二氧化碳，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)判斷；
（2）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，B裝置中所盛放的物質(zhì)用于吸收Cl₂和O₃，C裝置用來(lái)干燥氣體；
（3）B裝置中所盛放的物質(zhì)用于吸收Cl₂和O₃，不能生成二氧化碳，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)判斷；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，若先撤去A裝置中的酒精燈，會(huì)導(dǎo)致裝置A中的壓強(qiáng)降低，容易發(fā)生倒吸；
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)化學(xué)式CoCO₃可知n（C）=n（Co），進(jìn)而計(jì)算Co的質(zhì)量，D管內(nèi)殘留物質(zhì)的質(zhì)量8.30g是Co_xO_y的質(zhì)量，計(jì)算出氧元素質(zhì)量，再計(jì)算氧原子的物質(zhì)的量，根據(jù)原子物質(zhì)的量之比確定化學(xué)式．

解答： 解：（1）E裝置的U形管里盛放的物質(zhì)用于吸收裝置D生成的二氧化碳，A．無(wú)水CaCl₂、B．無(wú)水CuSO₄、C．P₂O₅都不能吸收二氧化碳，D．堿石灰可以吸收二氧化碳，故裝置E中試劑為堿石灰，故選：D；
（2）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，若去掉B、C裝置，生成少量的Cl₂和水蒸汽被堿石灰吸收，試管中還會(huì)生成部分鈷的氯化物，影響試驗(yàn)結(jié)果，
故答案為：生成少量的Cl₂和水蒸汽被堿石灰吸收，試管中還會(huì)生成部分鈷的氯化物；
（3）B裝置中所盛放的物質(zhì)用于吸收Cl₂和O₃，
A、飽和NaHCO₃溶液以吸收氯氣，但生成二氧化碳，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，故A不符合；
B．NaOH溶液可以吸收氯氣，氧氣和臭氧不變，所以氯氣能除盡，但O₃沒(méi)除去，故B不符合；
C．飽和NaCl溶液不能吸收氯氣，故C不符合；
D．KI溶液吸收氯氣，KI溶液和O₃反應(yīng)生成氧氣，所以氯氣和臭氧都能除盡，故D符合；
故選D；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，若先撤去A裝置中的酒精燈，會(huì)導(dǎo)致裝置A中的壓強(qiáng)降低，洗氣瓶B中的液體倒流，試管炸裂，
故答案為：洗氣瓶B中的液體倒流，試管炸裂；
（5）E管增重2.2g是二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為

2.2g

44g/mol

=0.05mol，根據(jù)化學(xué)式CoCO₃可知：n（Co）=n（C）=0.05mol，故Co的質(zhì)量為0.05mol×59g/mol=2.95g，D管內(nèi)殘留物質(zhì)的質(zhì)量4.15g是Co_xO_y的質(zhì)量，Co_xO_y中氧元素質(zhì)量為4.15g-2.95g=1.2g，氧原子的物質(zhì)的量n（O）=

1.2g

16g/mol

=0.075mol，所以n（Co）：n（O）=0.05mol：0.075mol=2：3，故該鈷的氧化物的化學(xué)式為Co₂O₃，故答案為：2：3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與裝置的理解、物質(zhì)提純、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．