题目内容

【题目】硅胶在干燥时因加有氯化钴()会有颜色的变化,随吸湿量的增加由蓝色逐渐转变成浅红色,使用非常方便。某学习小组设计实验制备氯化钴,并查阅到以下资料:钴与铁相似,常见化合价为+2+3,可溶于稀盐酸(因反应极慢,需用硝酸作催化剂才可顺利进行)。钴在纯氧中加热至300℃以上生成CoO(熔点为1 935)400900℃生成

请回答下列问题:

(1)实验①~④是制备氧气的试剂组合,请从 AE 中选择最恰当装置符号填入表中。

实验

编号

试剂

H2O2

溶液

H2O2

溶液

KMnO4

固体

H2O2溶液

催化剂

MnO2粉末

FeCl3溶液

Al2O3为载体,混有MnO2的块状物

装置

____

____

____

____

(2)第一小组负责制备无水CoO,若选用装置C作为氧气的发生装置,则制备CoO完整装置的接口连接顺序为___________,装置C发生反应的化学方程式为________;装置F中装有的试剂为_______

(3)类似,可以看作氧化钴(CoO)与氧化高钴()形成的化合物,写出与盐酸反应的化学方程式:__________

(4)第二小组同学提出另外的方案:用一定质量的钴粉与稀盐酸反应,滴入几滴稀硝酸,将得到的液倒入蒸发皿中,加热蒸发浓缩,3840℃冷却结晶,趁热过滤,得到晶体。根据如图溶解度随温度变化曲线解释能得到氯化钴晶体的原因:____________

为了确定晶体的化学式,小组同学把晶体洗涤、干燥、称量得到23.8 g固体,用坩埚加热至质量不再变化,数据如表所示,则该晶体的化学式为________

【答案】C D E A c→f→g→h→i→f 浓硫酸 Co(NO3)2的溶解度随温度的变化比大,所以将混合溶液加热蒸发溶剂,大多数的因水分减少而析出,因溶解度大而溶解在溶液中,趁热过滤即可除去得到纯净的晶体

【解析】

(1)根据给定的药品,反应的原理进行装置的选择;

(2)因需要制备无水氧化钴,所以在氧化钴的制备装置前后加上装有浓硫酸的洗气瓶,据此进行装置的连接;

(3)Co3O4与Fe3O4类似,据此进行分析;

(4) 根据的溶解度受温度的影响不同,选择物质分离提纯的方法;设该晶体的化学式为,三次实验中的平均质量计算出n(),n(H2O),然后根据氯化钴与水的量之比得出晶体的化学式。

(1)根据给定的药品,合理选择装置,实验①是固体粉末与液体反应,装置A不适用于固体粉末与液体的反应,装置B不能控制其反应的进行与停止,故装置C适合,实验②是液体与液体反应,装置D适合,实验③ 高锰酸钾固体只能采用固体加热装置,装置E适合,实验④是固体与液体反应制气体且反应不需加热,固体呈块状,装置A便于控制反应的发生与停止,故装置A适合。

(2)因需要制备无水氧化钴,所以在氧化钴的制备装置前后加上装有浓硫酸的洗气瓶,因此连接顺序为c→f→g→h→i→f。

(3)Co3O4与Fe3O4类似,则一个Co3O4分子中含有一个CoO和一个Co2O3,Co3O4与盐酸反应的化学方程式为

(4) 的溶解度受温度的影响变化不大,的溶解度受温度的影响变化很大,所以将此混合溶液加热蒸发溶剂,在较高温度下的溶解度较大,的溶解度较小,蒸发溶剂时,大多数的因水分减少而析出,Co(NO3)2因溶解度大而溶解在溶液中,趁热过滤即可除去,得到纯净的CoCl2;设该晶体的化学式为,三次实验中的平均质量为13.0 g,则n()==0.1 mol,n(H2O)==0.6 mol,1∶a=1∶6,则此晶体的化学式为

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