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℃),400~900℃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A~E中选择最恰当装置符号填入表中。

实验

编号

①

②

③

④

试剂

H2O2

溶液

H2O2

溶液

KMnO4

固体

H2O2溶液

催化剂

MnO2粉末

FeCl3溶液

以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_______;

(3)与类似,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,将得到的溶液倒入蒸发皿中,加热蒸发浓缩,38~40℃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:__________。

(5)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 Co3O4+8HCl=2CoCl3+CoCl2+4H2O Co(NO3)2的溶解度随温度的变化比CoCl2大,所以将混合溶液加热蒸发溶剂,大多数的CoCl2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Co(NO3)2得到纯净的CoCl2晶体 CoCl2·6H2O

【解析】

(1)根据反应物的状态和反应条件选择发生装置;

(2)要制备无水CoO,所以氧气与Co反应之前需要干燥;

(3)与类似,参考与盐酸的反应;

(4)根据图表可以看出Co(NO3)2溶解度随温度变化要比CoCl2大,据此分析;

(5)加热前后减少的质量即为固体中水的质量。

(1)①反应物有H2O2溶液为液体和MnO2粉末为固体,故选C;

②H2O2溶液和FeCl3溶液均为液体,故选D;

③KMnO4固体,反应条件为加热,故选E;

④H2O2溶液为液态,催化剂为以Al2O3为载体,混有MnO2的块状物,因为有块状物,故选A(启普发生器);

故答案为:C;D;E;A;

(2)本实验需要制备无水CoO,所以氧气与Co反应之前需要干燥,同时也要防止空气中水进入反应装置;C中反应为二氧化锰催化双氧水生成氧气,故答案为:c→f→g→h→i→f;;

(3)与类似,可以看作氧化钴(CoO)与氧化高钴()形成的化合物,故在和盐酸反应时生成两种盐,故答案为:Co3O4+8HCl=2CoCl3+CoCl2+4H2O;

(4)根据图表可看出Co(NO3)2的溶解度随温度的变化比CoCl2大,所以将混合溶液加热蒸发溶剂,大多数的CoCl2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Co(NO3)2得到纯净的CoCl2晶体;

(5)设晶体的化学式为CoCl2·xH2O,则其相对分子质量为130+18x,23.8g固体的物质的量为mol,其中水的物质的量为mol,根据题意可知加热前后失去的水分质量为:42.2g-31.4g=10.8g,物质的量为0.6mol,所以=0.6,解得x=6,晶体的化学式为CoCl2·6H2O。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网