Question

【题目】碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z，相对分子质量为365]常用作电子材料、磁性材料的添加剂.碱式碳酸钴中的Co的化合价类似与Fe3O4中Fe的化合价，其中高价态具有强氧化性，而低价态在溶液中能稳定存在，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 称取一定量的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_______________；

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）上述实验装置中存在一个明显缺陷。为解决这一问题，可在_____(填装置连接位置)增加一个_____装置（填字母）。

A.盛有浓硫酸的洗气瓶 B. 盛有无水氯化钙的U形管

C. 盛有P2O5的干燥管 D. 盛有碱石灰的干燥管

（4）若按正确装置进行实验，测得乙裝置增重0.36g，丙装置增重0.88g, 则该碱式碳酸钴的化学式为_________。

（5）该碱式碳酸钴与浓盐酸反应时，起酸性作用的HCl与被氧化的HC1的物质的量之比为_________。

Answer 1

【答案】 检查装置气密性 不再有气泡产生 将装置中生成的CO2和水蒸汽全部排入乙、丙装置中 装置甲前 D Co3(OH)4(CO3)2 3:1

【解析】（1）②按如图所示装置组装好仪器，必须检查装置气密性；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）由于空气中含有水蒸气和CO2也能被碱石灰吸收，所以在活塞a前，加装装置，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，答案选D；（4）测得乙裝置增重0.36g，说明生成水的质量为0.36g，物质的量为0.36g÷18g/mol=0.02mol；丙装置增重0.88g，说明生成二氧化碳的质量为0.88g，物质的量为0.88g÷44g/mol＝0.02mol。由于碱式碳酸钴中的Co的化合价类似于Fe3O4中Fe的化合价，则根据相对分子质量是365可知含有2个+3价的和1个+2价的，化学式只能是 Co3(OH)4(CO3)2。（5）1mol该碱式碳酸钴与浓盐酸反应时，生成3molCoCl2，得到2mol电子，能氧化2mol氯离子，则起酸性作用的HCl与被氧化的HC1的物质的量之比为6mol：2mol＝3：1。