Question

1820年德贝尔钠首次使用MnO₂作催化剂加热分解KClO₃制备O₂，当时就发现气态产物有异常气味，后来证明是因为其中含有少量C1₂和O₃（臭氧）等杂质．已知O₃的氧化性比O₂更强，且与还原剂反应时通常生成O₂，碳酸钴在加热条件下与氧气的反应可表示为：xCoCO₃+

y-x

2

O₂→xCO₂+Co_xO_y （褐色）
现利用如图实验装置测定固体Co_xO_y的组成

请填写下列空白：
（1）装置中的U形管内填充的试剂是

 

；
A．无水氯化钙  B．无水硫酸铜  C．五氧化二磷      D．碱石灰
（2）若实验装置中，接口a与b直接连接，而不用B、C装置，会导致测定结果产生偏差，其原因是

 

；
（3）B洗气瓶内所盛放的物质是

 

；
A．饱和NaHCO₃溶液    B．NaOH溶液  C．饱和NaCl溶液     D．KI溶液
（4）实验结束时，首先撤去A装置部分的灯，会引起

 

；
（5）碳酸钴完全转化为褐色的Co_xO_y 后，称得E管增重2.2g，D管内残留的物质的质量是4.15g，由此可以推知褐色物质（Co_xO_y ）中x：y=

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：由装置图可知，实验通过测定装置E中的增重，确定生成的二氧化碳的质量，再利用n（C）=n（Co）可知Co_xO_y中Co的物质的量，进而计算Co的质量，装置D管内残留物质是Co_xO_y，计算出氧元素质量，再计算氧原子的物质的量，根据原子物质的量之比确定化学式．
（1）E装置的U形管里盛放的物质用于吸收装置D生成的二氧化碳，结合物质的性质判断；
（2）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，B装置中所盛放的物质用于吸收Cl₂和O₃，C装置用来干燥气体；
（3）B装置中所盛放的物质用于吸收Cl₂和O₃，不能生成二氧化碳，结合物质的性质判断；
（4）实验结束时，若先撤去A装置中的酒精灯，会导致装置A中的压强降低，容易发生倒吸；
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的质量，计算二氧化碳的物质的量，根据化学式CoCO₃可知n（C）=n（Co），进而计算Co的质量，D管内残留物质的质量8.30g是Co_xO_y的质量，计算出氧元素质量，再计算氧原子的物质的量，根据原子物质的量之比确定化学式．

解答： 解：（1）E装置的U形管里盛放的物质用于吸收装置D生成的二氧化碳，A．无水CaCl₂、B．无水CuSO₄、C．P₂O₅都不能吸收二氧化碳，D．碱石灰可以吸收二氧化碳，故装置E中试剂为碱石灰，故选：D；
（2）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，若去掉B、C装置，生成少量的Cl₂和水蒸汽被碱石灰吸收，试管中还会生成部分钴的氯化物，影响试验结果，
故答案为：生成少量的Cl₂和水蒸汽被碱石灰吸收，试管中还会生成部分钴的氯化物；
（3）B装置中所盛放的物质用于吸收Cl₂和O₃，
A、饱和NaHCO₃溶液以吸收氯气，但生成二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定，故A不符合；
B．NaOH溶液可以吸收氯气，氧气和臭氧不变，所以氯气能除尽，但O₃没除去，故B不符合；
C．饱和NaCl溶液不能吸收氯气，故C不符合；
D．KI溶液吸收氯气，KI溶液和O₃反应生成氧气，所以氯气和臭氧都能除尽，故D符合；
故选D；
（4）实验结束时，若先撤去A装置中的酒精灯，会导致装置A中的压强降低，洗气瓶B中的液体倒流，试管炸裂，
故答案为：洗气瓶B中的液体倒流，试管炸裂；
（5）E管增重2.2g是二氧化碳的质量，物质的量为

2.2g

44g/mol

=0.05mol，根据化学式CoCO₃可知：n（Co）=n（C）=0.05mol，故Co的质量为0.05mol×59g/mol=2.95g，D管内残留物质的质量4.15g是Co_xO_y的质量，Co_xO_y中氧元素质量为4.15g-2.95g=1.2g，氧原子的物质的量n（O）=

1.2g

16g/mol

=0.075mol，所以n（Co）：n（O）=0.05mol：0.075mol=2：3，故该钴的氧化物的化学式为Co₂O₃，故答案为：2：3．

点评：本题考查对实验方案设计与装置的理解、物质提纯、化学计算等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．