Question

有报道称Co₃O₄能催化N₂O分解，其中₂₇Co在元素周期表中属于铁系元素，其单质及化合物的性质与铁有很多相似之处。

（1）钴元素在周期表中的位置是           ；Co₃O₄中Co的化合价为               。

（2）Co₃O₄能与浓盐酸反应生成黄绿色气体，写出反应的化学方程式：               。实验反应中若消耗10mol·L^-1浓盐酸40mL，则反应中转移电子        mol，产生气体的标准状况下体积为        mL。

（3）下列关于Co₃O₄催化N₂O分解的说法正确的是        （填序号）。

A．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的增大

B．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的减少

C．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的不变

D．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的途径改变，降低了反应所需能量

E．Co₃O₄作为催化剂使N₂O分解反应的途径改变，增加了反应所需能量

（4）实验测得：Co(OH)₂在空气中加热时，可得到不同价态的氧化物。固体残留率（剩余固体质量与原始固体质量比率）随温度的变化如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水。通过分析数据确定：在B、C之间（500℃—1000℃）范围内，剩余固体成分为：          。

Answer

（1）第四周期第Ⅷ族；+2，+3；（2）Co3O4+8HCl(浓)=3CoCl2+Cl2↑+4H2O；0．1；1120ml；

（3）CD（4）CoO、Co 3 O 4

【解析】

试题分析：（1）钴元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，27Co在元素周期表中属于铁系元素，其单质及化合物的性质与铁有很多相似之处，Co3O4类似于四氧化三铁，Co的化合价为+2，+3；

（2）Co3O4能与浓盐酸反应生成黄绿色气体即氯气，则钴化合价降低,根据得失电子守恒，反应的化学方程式为Co3O4+8HCl(浓)=3CoCl2+Cl2↑+4H2O；每反应8molHCl，转移电子2mol，若消耗10mol·L-1浓盐酸40mL，则反应中转移电子0．4×1/4=0．1mol电子，产生气体0．05mol，标准状况下体积为1120ml；

（3）催化剂只改变反应的活化能，不会改变反应热，答案选CD；

（4）由于Co有＋2、＋3价，原始为Co(OH) 2 ，相对分子质量为93；剩余固体若为CoO，则固体残留率75/93 ×100% ＝ 80．65%(C点)；剩余固体若为Co 2 O 3 ，则固体残留率为166/（2 ×93）×100%＝89．25%(A点)，B点介于两者之间，＋2价与＋3价均有，联想Fe的氧化物，可能为Co 3 O 4 ，此时固体残留率为241/ （3×93）×100%＝86．38%(B点)，答案CoO、Co 3 O 4 。

考点：元素化合物的性质及图像分析