Question

堿式碳酸鈷[Cox（OH）y（C0₃）z]常用作電子材料、磁性材料的添加劑，受熱時可分解生喊三種氧化物．為了確定其組成，某化學興趣小組同學設計了如圖1所示的裝置進行實驗．
（1）請完成下列實驗步驟：
①稱取3.65g樣品置于硬質玻璃管內，稱量乙、丙裝置的質量；
②按如圖所示裝置組裝好儀器，并

 

．
③加熱甲中玻璃管，當乙裝置中

 

（填實驗現(xiàn)象），停止加熱；
④打開活塞a，緩緩通入空氣數(shù)分鐘后，稱量乙、丙裝置的質量；  ⑤計算．
（2）步驟④中緩緩通入空氣數(shù)分鐘的目的是

 

．
（3）某同學認為上述實驗裝置中存在一個明顯缺陷，為解決這一問題，可選用圖2裝置中的

 

（填字母）連接在

 

（填裝置連接位置）．
（4）若按正確裝置進行實驗，測得如下數(shù)據(jù)．

	乙裝置的質量/g	丙裝置的質量/g
加熱前	80.00	62.00
加熱后	80.36	62.88

則該堿式碳酸鈷的化學式為

 

．
（5）含有Co（A10₂）₂的玻璃常用作實驗室觀察鉀元素的焰色反應，該玻璃的顏色為

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,原電池和電解池的工作原理

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）②按如圖所示裝置組裝好儀器，應首先檢驗裝置的氣密性；
③加熱甲中玻璃管，當乙裝置中不再有氣泡產生，即堿式碳酸鈷分解完畢；
（2）步驟④中緩緩通入空氣數(shù)分鐘，將裝置中生成的CO₂和H₂O全部排入乙、丙裝置中，以免影響測量結果；
（3）在活塞a前，加裝裝置D，裝置中盛放的堿石灰容易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳．
（4）堿式碳酸鈷樣品3.65g，反應前乙裝置的質量為80.00g，反應后質量為80.36g，故生成水的質量為80.36g-80.00g=0.36g，物質的量為

0.36g

18g/mol

=0.02mol；反應前丙裝置的質量為62.00g，反應后質量為62.00g，生成二氧化碳的質量為62.88g-62.00g=0.88g，物質的量為

0.88g

44g/mol

=0.02mol，故氧化鈷的質量為3.65g-0.36g-0.88g=2.41g，物質的量為

2.41g

120g/mol

=0.02mol，根據(jù)Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.015mol：0.02mol×2：0.02mol=2：4：2，故堿式碳酸鈷的化學式為Co₂（OH）₄（CO₃）₂．
（5）含有Co（A10₂）₂的玻璃常用作實驗室觀察鉀元素的焰色反應，該玻璃為藍色，可以濾去黃光的干擾．

解答： 解：（1）②按如圖所示裝置組裝好儀器，應首先檢驗裝置的氣密性，故答案為：檢驗裝置的氣密性；
③加熱甲中玻璃管，當乙裝置中不再有氣泡產生，即堿式碳酸鈷分解完畢，故答案為：不再有氣泡產生；
（2）步驟④中緩緩通入空氣數(shù)分鐘，將裝置中生成的CO₂和H₂O全部排入乙、丙裝置中，以免影響測量結果．
故答案為：將裝置中生成的CO₂和H₂O全部排入乙、丙裝置中．
（3）在活塞a前，加裝裝置D，裝置中盛放的堿石灰容易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳．
故答案為：D、活塞a前．
（4）堿式碳酸鈷樣品3.65g，反應前乙裝置的質量為80.00g，反應后質量為80.36g，故生成水的質量為80.36g-80.00g=0.36g，物質的量為

0.36g

18g/mol

=0.02mol；反應前丙裝置的質量為62.00g，反應后質量為62.00g，生成二氧化碳的質量為62.88g-62.00g=0.88g，物質的量為

0.88g

44g/mol

=0.02mol，故氧化鈷的質量為3.65g-0.36g-0.88g=2.41g，物質的量為

2.41g

120g/mol

=0.02mol，根據(jù)Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.015mol：0.02mol×2：0.02mol=2：4：2，故堿式碳酸鈷的化學式為Co₂（OH）₄（CO₃）₂．
故答案為：Co₂（OH）₄（CO₃）₂．
（5）含有Co（A10₂）₂的玻璃常用作實驗室觀察鉀元素的焰色反應，該玻璃為藍色，可以濾去黃光的干擾．
故答案為：藍色．

點評：本題考查學生對實驗原理理解、方案設計的評價、實驗裝置的理解、物質組成的測定等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎與綜合運用分析解決問題的能力．