Question

(20分)为测定碱式碳酸钴[C_Ox(OH)_y(CO₃)_z]的化学组成，研究性学习小组的同学设计了如图所示的装置进行实验探究。已知：碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物。

（1）按如图所示装置组装好仪器，并___________；称取3.65g样品置于硬质玻璃管内，加热，当乙装置中_______(填实验现象)，停止加热；打开活塞a，缓缓通入空气数分钟，通入空气的目的是__________。

（2）某同学认为上述实验中存在一个缺陷，该缺陷是_________。

（3）通过正确实验测得乙、丙装置增重分别为0．36g、0．88g，则该碱式碳酸钴的化学式为__________。

（4）CoCl₂·6H₂O常用作多彩水泥的添加剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取C_OCl₂·6H₂O的一种工艺如下：

已知：25℃时

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

①净化除杂时，加入H₂O₂发生反应的离子方程式为______________；

②加入CoCO₃调pH为5.2～7.6，则操作I获得的滤渣成分为_________；

③加盐酸调整pH为2~3的目的为___________；

④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。

Answer

（1）检查装置的气密性，不再有气泡产生时，将装置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙装置中；（2）未考虑空气中CO2和水蒸气对实验的影响；（3）CO3(OH)4(CO3)2；（4）①2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；②Al(OH)3、Fe(OH)3；③抑制COCl2的水解。

【解析】

试题分析：（1）碱式碳酸钴受热分解生成钴的氧化物、水、二氧化碳，因此需要验证装置的气密性，当乙装置中不再产生气泡，说明碱式碳酸钴分解完毕，为了数据的准确性，通入空气让产生的气体全部被吸收；（2）空气中含有CO2和水蒸气，对实验产生干扰，故缺陷是)未考虑空气中CO2和水蒸气对实验的影响；（3）乙装置增重0.36g，即水的质量0.36g，物质的量0.36/18mol=0.02mol丙增重，说明CO2的质量为0.88g，物质的量为0.88/44mol=0.02mol，碱式碳酸钴的质量为3.65g，钴质量3.65－0.04×17－0.02×60=1.77g，其物质的量为1.77/59mol=0.03mol，Co：H：C=0.03：（0.02×2）：0.02=3：4：2，化学式：CO3(OH)4(CO3)2；（4）①加入过氧化氢的目的：把Fe2＋氧化为Fe3＋，容易转化成沉淀，离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；②加入CoCO3调pH为5.2～7.6，根据表格数据，此铝元素和铁元素全部转化成了沉淀Al(OH)3、Fe(OH)3；③加盐酸调整pH为2~3的目的为抑制COCl2的水解。

考点：考查实验基本操作、化学式的确定、沉淀的转化等知识。