【題目】堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)z]常用作電子材料,磁性材料的添加劑,受熱時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)計了如圖所示裝置進行實驗。

(1)請完成下列實驗步驟:

①稱取3.65g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,并檢驗裝置氣密性;

③加熱甲中玻璃管,當(dāng)乙裝置中____________(填實驗現(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計算。

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

(3)某同學(xué)認(rèn)為上述實驗裝置中存在一個明顯缺陷,為解決這一問題,可選用下列裝置中的_______(填字母)連接在__________(填裝置連接位置)。

(4)若按正確裝置進行實驗,測得如下數(shù)據(jù):則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為______________。

乙裝置的質(zhì)量/g

丙裝置的質(zhì)量/g

加熱前

80.00

62.00

加熱后

80.36

62.88

(5)CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加劑,以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl2·6H2O的一種工藝如下:

已知:

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

開始沉淀(pH)

2.3

7.5

7.6

3.4

完全沉淀(pH)

4.1

9.7

9.2

5.2

①凈除雜質(zhì)時,加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________

②加入CoCO3調(diào)pH5.2~7.6,則操作獲得的濾渣成分為_____________________。

③加鹽酸調(diào)整pH2~3的目的為_________________

④操作過程為_______________(填操作名稱)、過濾。

【答案】 不再有氣泡產(chǎn)生時 將裝置中產(chǎn)生的CO2H2O(g)全部排入乙、丙裝置中 D 活塞a或裝置甲前 Co3(OH)4(CO3)2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O Al(OH)3、Fe(OH)3 抑制CoCl2的水解 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

【解析】(1)由堿式碳酸鈷的化學(xué)式可知,其受熱分解可生成CO2和H2O(g),則乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生時,說明堿式碳酸鈷分解完畢,可停止加熱。答案為:不再有氣泡產(chǎn)生時

(2)為避免影響稱量結(jié)果,需通入空氣將裝置中產(chǎn)生的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙裝置中。答案為:將裝置中產(chǎn)生的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙裝置中

(3)空氣中的CO2和H2O(g)可通過活塞a進入裝置中,影響測量結(jié)果,則應(yīng)在活塞a前添加裝置D來吸收。答案為: D 、活塞a前(或裝置甲前)

(4)由表中數(shù)據(jù)可知,乙裝置中吸收的,丙裝置中吸收的,則根據(jù)氫原子和碳原子質(zhì)量守恒,可得,可見,堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)4(CO3)2。答案為; Co3(OH)4(CO3)2

(5)①含鈷廢料加入過量鹽酸,并加熱,得到的溶液中含有FeCl3和AlCl3雜質(zhì),加入H2O2可將Fe2+氧化為Fe3+,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。②沉淀物開始沉淀的pH應(yīng)小于7.6,且加入H2O2后溶液中已無Fe2+,故濾渣成分為Al(OH)3、Fe(OH)3。③Co2+會發(fā)生水解,加鹽酸調(diào)節(jié)溶液的p為的目的為抑制CoCl2的水解。④操作Ⅱ為溶質(zhì)結(jié)晶過程,具體步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。答案為:①2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O ② Al(OH)3、Fe(OH)3 ③ 抑制CoCl2的水解 ④蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

練習(xí)冊系列答案
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C.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小
D.該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?/span>

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C. 250℃,催化劑對CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響最大

D. 當(dāng)溫度高于250℃,升高溫度,平衡逆向移動導(dǎo)致催化劑的催化效率降低

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