Question

【题目】草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图为二水合草酸钴（CoC2O4·2H2O）在空气中受热的质量变化曲线，曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。

①通过计算确定C点剩余固体的化学成分为________（填化学式）；试写出B点对应的物质与O2在225℃~300℃发生反应的化学方程式：_______________________________________________；

②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物（其中Co的化合价为+2、+3），用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4.48 L（标准状况）黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比________________。

Answer 1

【答案】 Co3O4 3CoC2O4+2O2=Co3O4+6CO2 5：6

【解析】(1)由图可知，CoC2O42H2O的质量为18.3g，其我知道可为0.1mol，Co元素质量为5.9g，C点钴氧化物质量为8.03g，氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol： ≈3：4，故C的Co氧化物为Co3O4；B点对应物质的质量为14.7g，与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g，为结晶水的质量，故B点物质为CoC2O4，与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳，反应方程式为：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2，故答案为：Co3O4；3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2；

(2)由电子守恒：n(Co3+)=2 n(Cl2)=2×=0.4 mol，由电荷守恒：n(Co原子)总=n(Co2+)溶液=n(Cl-)=×( 0.48L×5mol/L-2×)=1 mol，所以固体中的n(Co2+)=1mol-0.4mol=0.6 mol，根据化合价电荷守恒为0，氧化物中n(O)=(0.6mol×2+0.4mol×3)÷2=1.2mol，故该钴氧化物中n(Co)：n(O)=1mol：1.2mol=5：6，故答案为：5：6。