Question

【題目】為測定堿式碳酸鈷[COx(OH)y(CO3)z]的化學(xué)組成，研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。已知：堿式碳酸鈷受熱時可分解生成三種氧化物。

（1）按如圖所示裝置組裝好儀器，并___________；稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，加熱，當(dāng)乙裝置中_______(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，停止加熱；打開活塞a，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘，通入空氣的目的是__________。

（2）某同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)中存在一個缺陷，該缺陷是_________。

（3）通過正確實(shí)驗(yàn)測得乙、丙裝置增重分別為0.36g、0.88g，則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為__________。

（4）CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加劑。以含鈷廢料(含少量Fe、Al等雜質(zhì))制取COCl2·6H2O的一種工藝如下：

已知：25℃時

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	CO(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀（pH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（pH）	4.1	9.7	9.2	5.2

①凈化除雜時，加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________；

②加入CoCO3調(diào)pH為5.2～7.6，則操作I獲得的濾渣成分為_________；

③加鹽酸調(diào)整pH為2~3的目的為___________；

④操作Ⅱ過程為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。

Answer 1

【答案】檢查裝置的氣密性 不再有氣泡產(chǎn)生時 將裝置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙裝置中 未考慮空氣中CO2和水蒸氣對實(shí)驗(yàn)的影響 CO3(OH)4(CO3)2 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O Al(OH)3、Fe(OH)3 抑制COCl2的水解

【解析】

（1）堿式碳酸鈷受熱分解生成鈷的氧化物、水、二氧化碳，因此需要驗(yàn)證裝置的氣密性，當(dāng)乙裝置中不再產(chǎn)生氣泡，說明堿式碳酸鈷分解完畢，為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，通入空氣讓產(chǎn)生的氣體全部被吸收；

（2）空氣中含有CO2和水蒸氣，對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，故缺陷是)未考慮空氣中CO2和水蒸氣對實(shí)驗(yàn)的影響；

（3）乙裝置增重0.36g，即水的質(zhì)量0.36g，物質(zhì)的量0.36/18mol=0.02mol丙增重，說明CO2的質(zhì)量為0.88g，物質(zhì)的量為0.88/44mol=0.02mol，堿式碳酸鈷的質(zhì)量為3.65g，鈷質(zhì)量3.65－0.04×17－0.02×60=1.77g，其物質(zhì)的量為1.77/59mol=0.03mol，Co：H：C=0.03：（0.02×2）：0.02=3：4：2，化學(xué)式：CO3(OH)4(CO3)2；

（4）①加入過氧化氫的目的：把Fe2＋氧化為Fe3＋，容易轉(zhuǎn)化成沉淀，離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；②加入CoCO3調(diào)pH為5.2～7.6，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，此鋁元素和鐵元素全部轉(zhuǎn)化成了沉淀Al(OH)3、Fe(OH)3；③加鹽酸調(diào)整pH為2~3的目的為抑制COCl2的水解。