Question

【題目】硅膠在干燥時因加有氯化鈷()會有顏色的變化，隨吸濕量的增加由藍色逐漸轉(zhuǎn)變成淺紅色，使用非常方便。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗制備氯化鈷，并查閱到以下資料：鈷與鐵相似，常見化合價為+2、+3，可溶于稀鹽酸(因反應(yīng)極慢，需用硝酸作催化劑才可順利進行)。鈷在純氧中加熱至300℃以上生成CoO(熔點為1 935℃)，400～900℃生成。

請回答下列問題：

(1)實驗①～④是制備氧氣的試劑組合，請從 A～E 中選擇最恰當(dāng)裝置符號填入表中。

實驗 編號	①	②	③	④
試劑	H2O2 溶液	H2O2 溶液	KMnO4 固體	H2O2溶液
催化劑	MnO2粉末	FeCl3溶液		以Al2O3為載體，混有MnO2的塊狀物
裝置	____	____	____	____

(2)第一小組負(fù)責(zé)制備無水CoO，若選用裝置C作為氧氣的發(fā)生裝置，則制備CoO完整裝置的接口連接順序為___________，裝置C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________；裝置F中裝有的試劑為_______。

(3)與類似，可以看作氧化鈷(CoO)與氧化高鈷()形成的化合物，寫出與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________。

(4)第二小組同學(xué)提出另外的方案：用一定質(zhì)量的鈷粉與稀鹽酸反應(yīng)，滴入幾滴稀硝酸，將得到的液倒入蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)濃縮，38～40℃冷卻結(jié)晶，趁熱過濾，得到晶體。根據(jù)如圖溶解度隨溫度變化曲線解釋能得到氯化鈷晶體的原因：____________。

為了確定晶體的化學(xué)式，小組同學(xué)把晶體洗滌、干燥、稱量得到23.8 g固體，用坩堝加熱至質(zhì)量不再變化，數(shù)據(jù)如表所示，則該晶體的化學(xué)式為________。

Answer 1

【答案】C D E A c→f→g→h→i→f 濃硫酸 Co(NO3)2的溶解度隨溫度的變化比大，所以將混合溶液加熱蒸發(fā)溶劑，大多數(shù)的因水分減少而析出，因溶解度大而溶解在溶液中，趁熱過濾即可除去得到純凈的晶體

【解析】

(1)根據(jù)給定的藥品，反應(yīng)的原理進行裝置的選擇；

(2)因需要制備無水氧化鈷，所以在氧化鈷的制備裝置前后加上裝有濃硫酸的洗氣瓶，據(jù)此進行裝置的連接；

(3)Co3O4與Fe3O4類似，據(jù)此進行分析；

(4) 根據(jù)、的溶解度受溫度的影響不同，選擇物質(zhì)分離提純的方法；設(shè)該晶體的化學(xué)式為，三次實驗中的平均質(zhì)量計算出n()，n(H2O)，然后根據(jù)氯化鈷與水的量之比得出晶體的化學(xué)式。

(1)根據(jù)給定的藥品，合理選擇裝置，實驗①是固體粉末與液體反應(yīng)，裝置A不適用于固體粉末與液體的反應(yīng)，裝置B不能控制其反應(yīng)的進行與停止，故裝置C適合，實驗②是液體與液體反應(yīng)，裝置D適合，實驗③ 高錳酸鉀固體只能采用固體加熱裝置，裝置E適合，實驗④是固體與液體反應(yīng)制氣體且反應(yīng)不需加熱，固體呈塊狀，裝置A便于控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，故裝置A適合。

(2)因需要制備無水氧化鈷，所以在氧化鈷的制備裝置前后加上裝有濃硫酸的洗氣瓶，因此連接順序為c→f→g→h→i→f。

(3)Co3O4與Fe3O4類似，則一個Co3O4分子中含有一個CoO和一個Co2O3，Co3O4與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(4) 的溶解度受溫度的影響變化不大，的溶解度受溫度的影響變化很大，所以將此混合溶液加熱蒸發(fā)溶劑，在較高溫度下的溶解度較大，的溶解度較小，蒸發(fā)溶劑時，大多數(shù)的因水分減少而析出，Co(NO3)2因溶解度大而溶解在溶液中，趁熱過濾即可除去，得到純凈的CoCl2；設(shè)該晶體的化學(xué)式為，三次實驗中的平均質(zhì)量為13.0 g，則n()＝＝0.1 mol，n(H2O)＝＝0.6 mol，1∶a＝1∶6，則此晶體的化學(xué)式為 。