题目内容
【题目】小倩同学了解到：外国人把中国称为“China”，在英文中与瓷器是同一个单词。“青花瓷”又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴（CoO）。
她查阅元素周期表发现钴（读音：
）元素符号为Co，在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。
（提出问题）小倩同学产生疑问：为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢？
（寻求帮助）
（1）（咨询老师）得知：因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点（见右图），使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。请你帮助小倩完成下列问题：
①钴元素在元素周期表中的原子序数为_______，一个钴原子比一个铁原子多一个_____（填序号）。
a.中子
b.电子
c.质子
d.电子层
②铁原子与钴原子具有相同的___（填序号，下同）。元素的化学性质主要与原子的______有关，因此二者的化学性质相似。
a.核电荷数
b.核外电子数
c.电子层数
d.最外层电子数
③在化学反应中，金属钴和铁一样，也能与稀盐酸发生反应放出氢气，反应的化学方程式为_____；钴在氧气中燃烧生成Co3O4，化学方程式为_________。
（2）（查阅资料）钴元素有着广泛的用途：钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快，钴酸锂（已知：化学式为LiCoO2，锂元素化合价为+1）常用作手机电池的正极材料,其中钻元素的化合价为____________。
（深入探讨）
（产生问题）既然钴与铁的单质具有相似的性质，那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质？
（设计并实验验）
（1）根据所学知识，同学们已知下列反应可以进行，并进行实验：
观察记录实验现象：氧化亚铁为黑色固体；实验a中，随着稀盐酸的加入，黑色固体逐渐溶解，溶液呈现浅绿色；实验b中，加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀，静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最后变为红褐色。（查阅资料得知：原因是溶液中的Fe（OH）2遇空气中的氧气生成Fe（OH）3）
（2）同学们欲探究钴元素化合物的性质，设计并进行了如下实验：
请你依据实验现象，完成下列问题：
I.实验①中，取少量灰黑色的氧化钴放入试管中，加入稀盐酸，固体被溶解，溶液呈红色，写出反应的化学方程式________________。另取一支试管加入少量氧化钴，滴入浓盐酸，固体被溶解溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的____________有关。
Ⅱ.实验②中，加入氢氧化钠溶液，出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最终变为棕色，试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的____________有关。通过实验探究，同学们得出结论：铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。
【答案】27 bc cd d 
+3 
浓度 氧气
【解析】
（1）由图可知钴核电荷数为27，原子序数=核电荷数=27，由图可知一个钻原子比一个铁原子多一个质子同时也多一个电子，故填：27；bc。
（2）铁原子与钴原子具有相同的电子层数和最外层电子数，元素的化学性质主要与原子的最外层电子数有关，因此二者的化学性质相似，故填：cd；d。
（3）在化学反应中，金属钴和铁一样，故钴和稀盐酸反应生成二价钴和氢气，化学方程式为，和氧气反应生成四氧化三钴，化学方程式为，故填：；。
（4）根据化合价代数和为零，设钴元素化合价为x，则（+1）+x+（-2）×2=0，故x=+3，故填：+3。
（5）I.实验①中，取少量灰黑色的氧化钴放入试管中，加入稀盐酸，固体被溶解，溶液呈红色，氧化钴属于金属氧化物和酸反应属于复分解反应，化学方程式为，另取一支试管加入少量氧化钴，滴入浓盐酸，固体被溶解溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的浓度有关，故填：；浓度。
（6）实验②中，加入氢氧化钠溶液，出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最终变为棕色，溶液中的Fe（OH）2遇空气中的氧气生成Fe（OH）3，钴和铁化学性质似，推测沉淀物颜色变化可能与空气中的氧气有关，故填：氧气。
