Question

钴的某些化合物与铁的化合物性质相似，某研究性学习小组为探究钴的化合物的性质，进行了以下实验：

Ⅰ．探究草酸钴的热分解产物

(1)为探究草酸钴的热分解产物，按气体流动方向，各装置的连接顺序为：A→E→________________。

(2)能证明分解产物中有CO的实验现象是_____________________________________________________。

(3)取5.49gCoC₂O₄·2H₂O于硬质玻璃管中加热至恒重，冷却、称量，剩余固体的质量为2.25g，球形干燥管增重1.32g。则球形干燥管吸收的气体的结构式为：__________________；A中发生反应的化学方程式为：_____________________________________________________。

Ⅱ．探究Co(OH)₂的还原性及Co(OH)₃的氧化性

取A装置所得固体溶解于稀H₂SO₄中得到粉红色溶液，备用。

已知试剂颜色：CoSO₄溶液(粉红色)，Co(OH)₂(粉红色)，Co(OH)₃(棕褐色)。

实验记录如表：

	实验操作及现象	实验分析
实验1	取少许粉红色溶液于试管中，滴加0.1mol·L^－^1NaOH溶液，生成粉红色沉淀，并将该沉淀分成两份
实验2	取一份实验1中所得的粉红色沉淀，加入3%的H2O2溶液，粉红色沉淀立即变为棕褐色	反应的化学方程式为___________________________
实验3	向实验2得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸，固体逐渐溶解，并有黄绿色气体产生	反应的离子方程式为____________________________
实验4	取另一份实验1中所得的粉红色沉淀，滴加浓盐酸，粉红色沉淀溶解，未见气体生成	酸性条件下，Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化能力由大到小的顺序是______________________________

Answer

C→D→B D装置中CuO由黑色变成红色 O=C=O CoC2O4·2H2OCoO＋CO↑＋CO2↑＋2H2O 2Co(OH)2＋H2O2===2Co(OH)3 2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－===Cl2↑＋2Co2＋＋6H2O Co(OH)3、Cl2、Co(OH)2或Co(OH)3＞Cl2＞Co(OH)2

【解析】

Ⅰ. (1)装置A中草酸钴受热分解，生成的气体通过装置E中浓硫酸吸收水蒸气，通过装置C中碱石灰吸收生成的二氧化碳，通过装置D验证生成的一氧化碳，一氧化碳和氧化铜反应生成红色铜，剩余CO用装置B吸收；

(3)根据原子守恒进行计算；

Ⅱ. 根据已知信息和现象确定反应物、生成物，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式，根据氧化性强弱规律分析。

Ⅰ．(1)装置A中草酸钴受热分解，生成的气体通过装置E中浓硫酸吸收水蒸气，通过装置C中碱石灰吸收生成的二氧化碳，通过装置D验证生成的一氧化碳，一氧化碳和氧化铜反应生成红色铜，剩余CO用装置B吸收，则为探究草酸钴的热分解产物，按气体流动方向，各装置的连接顺序为：A→E→C→D→B；

(2)一氧化碳具有还原性，能还原氧化铜生成红色铜，根据实验装置和过程分析可知，能验证分解产物中有CO的实验现象是：装置D中氧化铜由黑色变成红色；

(3)5.49g CoC2O4•2H2O物质的量＝，等到硬质玻璃管中加热至恒重，冷却、称量，剩余固体的质量为2.25g，球形干燥管增重1.32g为吸收的二氧化碳，物质的量，其结构式为O=C=O，由碳元素守恒得到生成CO物质的量0.03mol；生成钴的氧化物中钴元素物质的量0.03mol，质量是0.03mol×59g/mol＝1.77g，则氧元素的质量是2.25g－1.77g＝0.48g，物质的量是0.03mol，所以氧化物为CoO，生成水物质的量0.04mol，结合原子守恒配平书写化学方程式：CoC2O4•2H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O；

Ⅱ．实验2. CoSO4溶液(粉红色)，滴加0.1mol·L-1NaOH溶液，生成粉红色沉淀为Co(OH)2(粉红色)，将该沉淀分成两份，一份中加入3%的H2O2溶液，粉红色沉淀立即变为棕褐色，说明Co(OH)2被氧化为Co(OH)3(棕褐色)，反应的化学方程式为：2Co(OH)2＋H2O2===2Co(OH)3；

实验3. 向实验2得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸，固体逐渐溶解，并有黄绿色气体产生，说明生成了氯气，发生了氧化还原反应，Co(OH)3氧化氯离子生成氯气，反应的化学方程式：2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－===Cl2↑＋2Co2＋＋6H2O；

实验4. 取另一份实验1中所得的粉红色沉淀，滴加浓盐酸，粉红色沉淀溶解，未见气体生成，说明Co(OH)2不具有氧化性，不能氧化氯离子生成氯气，氧化还原反应中，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则酸性条件下，Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化能力由大到小的顺序是：Co(OH)3＞Cl2＞Co(OH)2。