Question

【题目】碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料，陶瓷工业着色剂，电子、磁性材料的添加剂。利用以下装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成。

已知：碱式碳酸钴中钴为＋2价，受热时可分解生成三种氧化物。请回答下列问题：

(1)选用以上装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成，其正确的连接顺序为a→b→____(按气流方向，用小写字母表示)。

(2)样品分解完，打开活塞K，缓缓通入氮气数分钟，通入氮气的目的是_______________。

(3)取碱式碳酸钴样品34.9 g，通过实验测得分解生成的水和二氧化碳的质量分别为3.6 g、8.8 g，则该碱式碳酸钴的化学式为______________________________。

(4)某兴趣小组以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种实验设计流程如下：

已知：25 ℃时，部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时，溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀(pH)	1.9	7.0	7.6	3.4
完全沉淀(pH)	3.2	9.0	9.2	4.7

①操作Ⅰ用到的玻璃仪器主要有___________、_____________、___________；

②加盐酸调整pH为2～3的目的为____________________________________________；

③操作Ⅱ的过程为_______________、_______________、____________、洗涤、干燥。

Answer 1

【答案】j→k→c→d(或d→c)→e 将装置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊装置中 Co3(OH)2(CO3)2·H2O 烧杯 漏斗 玻璃棒 抑制CoCl2的水解 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤

【解析】

（1）甲装置为分解装置，用戊装置吸收生成的水，用乙装置吸收生成的二氧化碳，用丙装置防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入实验装置影响实验结果；

（2）为了数据的准确性，通入氮气使产生的气体全部被吸走；

（3）根据生成水、二氧化碳质量分别计算它们的物质的量，结合碱式碳酸钴的质量科计算氧化亚钴的质量，进而计算其物质的量，根据Co、H、C的原子个数比分析其化学式；

（4）①操作Ⅰ为过滤，用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、漏斗；

②加盐酸调整pH为2～3的目的为抑制CoCl2的水解；

③操作Ⅱ过程为的溶质晶体的过程，利用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到。

（1）甲装置为分解装置，用戊装置吸收生成的水，用乙装置吸收生成的二氧化碳，用丙装置防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入实验装置影响实验结果，其正确的连接顺序为：j→k→c→d(或d→c)→e，故答案为：j→k→c→d(或d→c)→e。

（2）为了数据的准确性，通入氮气使产生的气体全部被吸走，故答案为：将装置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊装置中。

（3）生成水的质量为3.6g，物质的量为3.6g÷18g/mol=0.2mol；生成二氧化碳的质量为8.8g，物质的量为8.8g÷44g/mol=0.2mol，碱式碳酸钴样品的质量为34.9g，则氧化亚钴的质量为34.9g-3.6g-8.8g=22.5g，其物质的量为22.5g÷75g/mol=0.3mol，N(Co)：N(H)：N(C)=x：y：z=0.3mol：0.2mol×2：0.2mol=3：4：2，故碱式碳酸钴的化学式为Co3(OH)2(CO3)2·H2O，

故答案为：Co3(OH)2(CO3)2·H2O。

（4）①操作Ⅰ为过滤，用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、漏斗，故答案为：烧杯、玻璃棒、漏斗。

②加盐酸调整pH为2～3的目的为抑制CoCl2的水解，故答案为：抑制CoCl2的水解。

③操作Ⅱ过程为的溶质晶体的过程，利用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到，

故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。