Question

【题目】为测定碱式碳酸钴[COx（OH）y（CO3）z]的化学组成，研究性学习小组的同学设计了如图所示的装置进行实验探究．已知：碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物．
（1）按如图所示装置组装好仪器，并；称取3.65g样品置于硬质玻璃管内，加热，当乙装置中（填实验现象），停止加热；打开活塞a，缓缓通入空气数分钟，通入空气的目的是 ．
（2）某同学认为上述实验中存在一个缺陷，该缺陷是 ．
（3）通过正确实验测得乙、丙装置增重分别为0.36g、0.88g，则该碱式碳酸钴的化学式为 ．
（4）CoCl26H2O常用作多彩水泥的添加剂．以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取COCl26H2O的一种工艺如下：
已知；25℃时

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀（pH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（pH）	4.1	9.7	9.2	5.2

①净化除杂时，加入H2O2发生反应的离子方程式为；
②加入CoCO3调pH为5.2～7.6，则操作I获得的滤渣成分为；
③加盐酸调整pH为2～3的目的为；
④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．

Answer 1

【答案】
（1）检查装置气密性；不再有气泡产生时；将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中
（2）未考虑空气中的水蒸气和二氧化碳对实验的影响
（3）Co3（OH）4（CO3）2
（4）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe（OH）3和Al（OH）3；抑制CoCl2的水解
【解析】解：（1）按如图所示装置组装好仪器，应首先检验装置的气密性，加热甲中玻璃管，当乙装置中不再有气泡产生，即碱式碳酸钴分解完毕，步骤中缓缓通入空气数分钟，将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中，以免影响测量结果， 所以答案是：检验装置的气密性，不再有气泡产生，将装置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙装置中；（2）空气中的水蒸气和二氧化碳被乙丙装置吸收产生误差，在活塞a前，加装装置干燥管，装置中盛放的碱石灰用来吸收空气中的水蒸气和二氧化碳；所以答案是：未考虑空气中的水蒸气和二氧化碳对实验的影响；（3）碱式碳酸钴样品3.65g，故生成水的质量为0.36g，物质的量为 =0.02mol，生成二氧化碳的质量为0.88g，物质的量为 =0.02mol，故氧化钴的质量为3.65g﹣0.36g﹣0.88g=2.41g，物质的量为 =0.03mol，根据Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.03mol：0.02mol×2：0.02mol=3：4：2，故碱式碳酸钴的化学式为Co3（OH）4（CO3）2 ， 所以答案是：Co3（OH）4（CO3）2；（4）①三价铁离子易转化为沉淀，所以要加入氧化剂过氧化氢把二价铁离子氧化为三价铁离子，而不会引入新的杂质，反应的离子方程式为；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；②废料加入盐酸后生成氯化物，然后加入双氧水，二价铁离子被双氧水氧化生成三价铁离子，根据沉淀的pH值表格知，当溶液的pH值为5.2时，铁离子和铝离子被完全沉淀，当溶液的pH值为7.6时，钴离子才开始产生沉淀，所以要想将铁离子、铝离子和钴离子分离，溶液的pH值应该不小于5.2不大于7.6，则操作I获得的滤渣成分为Fe（OH）3和Al（OH）3；
所以答案是：Fe（OH）3和Al（OH）3；③加盐酸调整pH为2～3的目的为抑制CoCl2的水解，所以答案是：抑制CoCl2的水解．