Question

【題目】硅膠在干燥時(shí)因加有氯化鈷()會(huì)有顏色的變化，隨吸濕量的增加由藍(lán)色逐漸轉(zhuǎn)變成淺紅色，使用非常方便。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備氯化鈷，并查閱到以下資料：鈷與鐵相似，常見(jiàn)化合價(jià)為+2、+3，可溶于稀鹽酸(因反應(yīng)極慢，需用硝酸作催化劑才可順利進(jìn)行)。鈷在純氧中加熱至300℃以上生成CoO(熔點(diǎn)為1 935℃)，400～900℃生成。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)①～④是制備氧氣的試劑組合，請(qǐng)從A～E中選擇最恰當(dāng)裝置符號(hào)填入表中。

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	①	②	③	④
試劑	H2O2 溶液	H2O2 溶液	KMnO4 固體	H2O2溶液
催化劑	MnO2粉末	FeCl3溶液		以Al2O3為載體，混有MnO2的塊狀物
裝置	____	____	______	______

(2)第一小組負(fù)責(zé)制備無(wú)水CoO，若選用裝置C作為氧氣的發(fā)生裝置，則制備CoO完整裝置的接口連接順序?yàn)?/span>___________，裝置C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______；

(3)與類似，可以看作氧化鈷(CoO)與氧化高鈷()形成的化合物，寫出與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。

(4)第二小組同學(xué)提出另外的方案：用一定質(zhì)量的鈷粉與稀鹽酸反應(yīng)，滴入幾滴稀硝酸，將得到的溶液倒入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)濃縮，38～40℃冷卻結(jié)晶，趁熱過(guò)濾，得到晶體。根據(jù)如圖溶解度隨溫度變化,曲線解釋能得到氯化鈷晶體的原因：__________。

(5)為了確定晶體的化學(xué)式，小組同學(xué)把晶體洗滌、干燥、稱量得到23.8 g固體，用坩堝加熱至質(zhì)量不再變化，數(shù)據(jù)如表所示，則該晶體的化學(xué)式為________。

Answer 1

【答案】C D E A c→f→g→h→i→f Co3O4+8HCl＝2CoCl3+CoCl2+4H2O Co(NO3)2的溶解度隨溫度的變化比CoCl2大，所以將混合溶液加熱蒸發(fā)溶劑，大多數(shù)的CoCl2因水分減少而析出，Co(NO3)2因溶解度大而溶解在溶液中，趁熱過(guò)濾即可除去Co(NO3)2得到純凈的CoCl2晶體 CoCl2·6H2O

【解析】

（1）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置；

（2）要制備無(wú)水CoO，所以氧氣與Co反應(yīng)之前需要干燥；

（3）與類似，參考與鹽酸的反應(yīng)；

（4）根據(jù)圖表可以看出Co(NO3)2溶解度隨溫度變化要比CoCl2大，據(jù)此分析；

（5）加熱前后減少的質(zhì)量即為固體中水的質(zhì)量。

（1）①反應(yīng)物有H2O2溶液為液體和MnO2粉末為固體，故選C；

②H2O2溶液和FeCl3溶液均為液體，故選D；

③KMnO4固體，反應(yīng)條件為加熱，故選E；

④H2O2溶液為液態(tài)，催化劑為以Al2O3為載體，混有MnO2的塊狀物，因?yàn)橛袎K狀物，故選A（啟普發(fā)生器）；

故答案為：C；D；E；A；

（2）本實(shí)驗(yàn)需要制備無(wú)水CoO，所以氧氣與Co反應(yīng)之前需要干燥，同時(shí)也要防止空氣中水進(jìn)入反應(yīng)裝置；C中反應(yīng)為二氧化錳催化雙氧水生成氧氣，故答案為：c→f→g→h→i→f；；

（3）與類似，可以看作氧化鈷(CoO)與氧化高鈷()形成的化合物，故在和鹽酸反應(yīng)時(shí)生成兩種鹽，故答案為：Co3O4+8HCl＝2CoCl3+CoCl2+4H2O；

（4）根據(jù)圖表可看出Co(NO3)2的溶解度隨溫度的變化比CoCl2大，所以將混合溶液加熱蒸發(fā)溶劑，大多數(shù)的CoCl2因水分減少而析出，Co(NO3)2因溶解度大而溶解在溶液中，趁熱過(guò)濾即可除去Co(NO3)2得到純凈的CoCl2晶體；

（5）設(shè)晶體的化學(xué)式為CoCl2·xH2O，則其相對(duì)分子質(zhì)量為130+18x，23.8g固體的物質(zhì)的量為mol，其中水的物質(zhì)的量為mol，根據(jù)題意可知加熱前后失去的水分質(zhì)量為：42.2g-31.4g=10.8g，物質(zhì)的量為0.6mol，所以=0.6，解得x=6，晶體的化學(xué)式為CoCl2·6H2O。