Question

17．有报道称Co₃O₄能催化N₂O分解，其中Co在元素周期表中属于铁系元素，其单质及化合物的性质与铁有很多相似之处．
（1）Co₃O₄与Co的化合价为+2、+3；
（2）Co₃O₄能与浓盐酸反应生成黄绿色的气体，写出反应的化学方程式Co₃O₄+8HCl（浓）=3CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）Co₃O₄可用Co（OH）₂为原料来制备．常温下用CoCl₂溶液制取Co（OH）₂，CoCl₂溶液物质的量浓度为1mol•L^-1，若使溶液中的Co²⁺完全沉淀．则溶液的pH应控制在≥9．已知常温下K_sp[Co（OH）₂]约为1.0×10^-15．

Answer 1

分析 （1）根据化合价的代数和为0来分析；
（2）Co₃O₄能与浓盐酸反应生成黄绿色气体，说明Co₃O₄做氧化剂被还原，据此书写化学方程式；
（3）当溶液中的Co²⁺浓度小于1×10^-5mol/L，则认为沉淀完全；根据常温下K_sp[Co（OH）₂]约为1.0×10^-15计算．

解答 解：（1）根据化合价的代数和为0，可知钴元素为+$\frac{8}{3}$价，结合Fe₃O₄的化合价的情况可知，钴元素既有+2价又有+3价，
故答案为：+2，+3；
（2）Co₃O₄能与浓盐酸反应生成黄绿色气体，说明Co₃O₄做氧化剂，将HCl中的氯元素氧化为氯气，Co₃O₄被还原为CoCl₂，故书写化学方程式为：Co₃O₄+8HCl（浓）=3CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
故答案为：Co₃O₄+8HCl（浓）=3CoCl₂+Cl₂↑+4H₂O；
（3）当溶液中的Co²⁺浓度小于1×10^-5mol/L，则认为沉淀完全；此时c（OH^-）=$\sqrt{\frac{Ksp}{c（C{o}^{2+}）}}$=$\sqrt{\frac{1.0×1{0}^{-15}}{1.0×1{0}^{-5}}}$=1×10^-5mol/L，则pH=9；
故答案为：≥9．

点评 本题考查的知识比较散，涉及到元素周期表，物质性质、化学方程式的书写，图表分析，覆盖面比较广，综合性比较强，难度比较大．