Question

【題目】堿式碳酸鈷用作催化劑及制鈷鹽原料，陶瓷工業(yè)著色劑，電子、磁性材料的添加劑。利用以下裝置測定堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化學(xué)組成。

已知：堿式碳酸鈷中鈷為＋2價，受熱時可分解生成三種氧化物。請回答下列問題：

(1)選用以上裝置測定堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化學(xué)組成，其正確的連接順序為a→b→____(按氣流方向，用小寫字母表示)。

(2)樣品分解完，打開活塞K，緩緩?fù)ㄈ氲獨鈹?shù)分鐘，通入氮氣的目的是_______________。

(3)取堿式碳酸鈷樣品34.9 g，通過實驗測得分解生成的水和二氧化碳的質(zhì)量分別為3.6 g、8.8 g，則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為______________________________。

(4)某興趣小組以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取CoCl2·6H2O的一種實驗設(shè)計流程如下：

已知：25 ℃時，部分陽離子以氫氧化物形成沉淀時，溶液的pH見下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀(pH)	1.9	7.0	7.6	3.4
完全沉淀(pH)	3.2	9.0	9.2	4.7

①操作Ⅰ用到的玻璃儀器主要有___________、_____________、___________；

②加鹽酸調(diào)整pH為2～3的目的為____________________________________________；

③操作Ⅱ的過程為_______________、_______________、____________、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】j→k→c→d(或d→c)→e 將裝置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊裝置中 Co3(OH)2(CO3)2·H2O 燒杯 漏斗 玻璃棒 抑制CoCl2的水解 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾

【解析】

（1）甲裝置為分解裝置，用戊裝置吸收生成的水，用乙裝置吸收生成的二氧化碳，用丙裝置防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入實驗裝置影響實驗結(jié)果；

（2）為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通入氮氣使產(chǎn)生的氣體全部被吸走；

（3）根據(jù)生成水、二氧化碳質(zhì)量分別計算它們的物質(zhì)的量，結(jié)合堿式碳酸鈷的質(zhì)量科計算氧化亞鈷的質(zhì)量，進(jìn)而計算其物質(zhì)的量，根據(jù)Co、H、C的原子個數(shù)比分析其化學(xué)式；

（4）①操作Ⅰ為過濾，用到的玻璃儀器主要有燒杯、玻璃棒、漏斗；

②加鹽酸調(diào)整pH為2～3的目的為抑制CoCl2的水解；

③操作Ⅱ過程為的溶質(zhì)晶體的過程，利用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到。

（1）甲裝置為分解裝置，用戊裝置吸收生成的水，用乙裝置吸收生成的二氧化碳，用丙裝置防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入實驗裝置影響實驗結(jié)果，其正確的連接順序為：j→k→c→d(或d→c)→e，故答案為：j→k→c→d(或d→c)→e。

（2）為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通入氮氣使產(chǎn)生的氣體全部被吸走，故答案為：將裝置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊裝置中。

（3）生成水的質(zhì)量為3.6g，物質(zhì)的量為3.6g÷18g/mol=0.2mol；生成二氧化碳的質(zhì)量為8.8g，物質(zhì)的量為8.8g÷44g/mol=0.2mol，堿式碳酸鈷樣品的質(zhì)量為34.9g，則氧化亞鈷的質(zhì)量為34.9g-3.6g-8.8g=22.5g，其物質(zhì)的量為22.5g÷75g/mol=0.3mol，N(Co)：N(H)：N(C)=x：y：z=0.3mol：0.2mol×2：0.2mol=3：4：2，故堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)2(CO3)2·H2O，

故答案為：Co3(OH)2(CO3)2·H2O。

（4）①操作Ⅰ為過濾，用到的玻璃儀器主要有燒杯、玻璃棒、漏斗，故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗。

②加鹽酸調(diào)整pH為2～3的目的為抑制CoCl2的水解，故答案為：抑制CoCl2的水解。

③操作Ⅱ過程為的溶質(zhì)晶體的過程，利用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到，

故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾。