Question

【题目】碳酸钴常用作电子材料、磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的装置进行实验。

(1)请完成下列实验步骤：

①称取 3. 65 g 样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；

②按如图所示装置组装好仪器，并检验装置气密性；

③加热甲中玻璃管，当乙装置中_______ （填实验现象），停止加热；

④打开活塞 a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；

⑤计算。

(2)步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是___________________________________。

(3)某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的_______（填字母）连接在_______（填装置连接位置）。

(4)若按正确装置进行实验，测得如下数据。

	乙装置的质量/g	丙装置的质量/g
加热前	80.00	62.00
加热后	80.36	62.88

则该碱式碳酸钴的化学式为______________。

Answer 1

【答案】 ③中不再有气泡产生 将装置中产生的CO2 和H2O全部排入乙丙装置中 D 活塞a前（或装置甲前） Co3(OH)4(CO3)2

【解析】(1)③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；
(2)步骤④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；
(3)在活塞a前，加装装置D，装置中盛放的碱石灰容易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，故可选用下列装置中的D，且连接在活塞a前(或装置甲前)；
(4)碱式碳酸钴样品3.65g，反应前乙装置的质量为80.00g，反应后质量为80.36g，故生成水的质量为80.36g-80.00g=0.36g，物质的量为=0.02mol；反应前丙装置的质量为62.00g，反应后质量为62.88g，生成二氧化碳的质量为62.88g-62.00g=0.88g，物质的量为=0.02mol，故Co的质量为3.65g-0.02mol×2×17g/mol-0.02mol×60g/mol=1.77g，故Co原子物质的量为： =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。