Question

钴（Co）的氧化物是一种重要的化工原料，工业上利用CoCO₃+O₂→Co_xOy+ CO₂反应来生产相应的钴的氧化物。实验室中可以用下列装置来制取钴的氧化物并测定其分子组成。

请填写下列空白：

（1）写出A装置的大试管里发生反应的化学方程式                      ；

（2）E装置的U形管里盛放的物质是              ；

A．P₂O₅        B．无水CaCl₂        C．碱石灰        D．无水CuSO₄

（3）O₃的氧化性比O₂强。已知制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，则B装置中所盛放的物质是                  

A．NaOH溶液    B．饱和NaHCO₃溶液    C．饱和NaCI溶液   D．KI溶液

（4）实验结束时，若先撤去A装置中的酒精灯，会引起                ；

（5）在CoCO₃完全转化为Co_xO_y后，若称得E管增重4.40g，D管内残留物质的质量是8.30g，则生成Co_xO_y的化学式为                       ；

（6）此实验装置存在一个比较大的缺陷，如何完善                    。

 

Answer 1

【答案】

（1） 2KClO₃2KCl+3O₂↑

（2）C （2分）   （3）D （2分） （4） 倒吸（2分，详细写给分）

（5）Co₂O₃（3分）  （6）在a处接一装有碱石灰的干燥管（2分，干燥剂若不能吸收CO₂不给分）

【解析】

试题分析：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）在二氧化锰作催化剂，加热条件下，氯酸钾分解生成氯化钾、氧气，反应的化学方程式为2KClO₃2KCl+3O₂↑。

（2）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、P₂O₅；B、无水CaCl₂；D、无水CuSO₄均不能吸收二氧化碳。C、碱石灰是碱性干燥剂，可以吸收二氧化碳，故装置E中试剂为碱石灰，所以答案选C。

（3）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和臭氧。A、NaOH溶液可以吸收氯气，但不能吸收臭氧，所以A不正确；B、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，且不能吸收臭氧，故B不符合；C、饱和NaCl溶液不能吸收氯气和臭氧，故C错误；D、KI溶液吸收氯气和臭氧，所以D符合，答案选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，容易发生倒吸。

（5）E管增重4.40g是二氧化碳的质量，物质的量为4.40g÷44g/mol＝0.1mol。根据化学式CoCO₃可知n(Co)＝n(C)＝0.1mol，则Co的质量为0.1mol×59g/mol＝5.9g。D管内残留物质的质量8.30g是Co_xO_y的质量，Co_xO_y中氧元素质量为8.30g－5.9g＝2.4g，氧原子的物质的量n(O)＝2.4g÷16/mol＝0.15mol，所以n(Co):n(C)＝0.1mol:0.15mol＝2:3，即该钴的氧化物的化学式为Co₂O₃。

（6）由于装置E中碱石灰也可以吸收空气中水蒸气、二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定，因此应在a处接一装有碱石灰的干燥管，吸收空气中水蒸气、二氧化碳，防止进入装置E中。

考点：考查实验方案设计与装置的理解、物质提纯、化学计算等