Question

鈷（Co）的氧化物是一種重要的化工原料，工業(yè)上利用CoCO₃+O₂→Co_xOy+ CO₂反應(yīng)來生產(chǎn)相應(yīng)的鈷的氧化物。實(shí)驗(yàn)室中可以用下列裝置來制取鈷的氧化物并測定其分子組成。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）寫出A裝置的大試管里發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                     ；
（2）E裝置的U形管里盛放的物質(zhì)是             ；
A．P₂O₅       B．無水CaCl₂       C．堿石灰       D．無水CuSO₄
（3）O₃的氧化性比O₂強(qiáng)。已知制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，則B裝置中所盛放的物質(zhì)是                  
A．NaOH溶液    B．飽和NaHCO₃溶液    C．飽和NaCI溶液   D．KI溶液
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，若先撤去A裝置中的酒精燈，會引起               ；
（5）在CoCO₃完全轉(zhuǎn)化為Co_xO_y后，若稱得E管增重4.40g，D管內(nèi)殘留物質(zhì)的質(zhì)量是8.30g，則生成Co_xO_y的化學(xué)式為                      ；
（6）此實(shí)驗(yàn)裝置存在一個比較大的缺陷，如何完善                   。

Answer 1

（1） 2KClO₃2KCl+3O₂↑
（2）C （2分）  （3）D （2分） （4） 倒吸（2分，詳細(xì)寫給分）
（5）Co₂O₃（3分） （6）在a處接一裝有堿石灰的干燥管（2分，干燥劑若不能吸收CO₂不給分）

解析試題分析：由裝置圖可知，實(shí)驗(yàn)通過測定裝置E中的增重，確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，再利用n(C)＝n(Co)可知Co_xO_y中Co的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算Co的質(zhì)量。裝置D管內(nèi)殘留物質(zhì)是Co_xO_y，計算出氧元素質(zhì)量，再計算氧原子的物質(zhì)的量，根據(jù)原子物質(zhì)的量之比確定化學(xué)式。
（1）在二氧化錳作催化劑，加熱條件下，氯酸鉀分解生成氯化鉀、氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃2KCl+3O₂↑。
（2）E裝置的U形管里盛放的物質(zhì)用于吸收裝置D生成的二氧化碳。A、P₂O₅；B、無水CaCl₂；D、無水CuSO₄均不能吸收二氧化碳。C、堿石灰是堿性干燥劑，可以吸收二氧化碳，故裝置E中試劑為堿石灰，所以答案選C。
（3）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，B裝置中所盛放的物質(zhì)用于吸收Cl₂和臭氧。A、NaOH溶液可以吸收氯氣，但不能吸收臭氧，所以A不正確；B、飽和NaHCO₃溶液以吸收氯氣，但生成二氧化碳，影響二氧化碳質(zhì)量的測定，且不能吸收臭氧，故B不符合；C、飽和NaCl溶液不能吸收氯氣和臭氧，故C錯誤；D、KI溶液吸收氯氣和臭氧，所以D符合，答案選D。
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，若先撤去A裝置中的酒精燈，會導(dǎo)致裝置A中的壓強(qiáng)降低，容易發(fā)生倒吸。
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的質(zhì)量，物質(zhì)的量為4.40g÷44g/mol＝0.1mol。根據(jù)化學(xué)式CoCO₃可知n(Co)＝n(C)＝0.1mol，則Co的質(zhì)量為0.1mol×59g/mol＝5.9g。D管內(nèi)殘留物質(zhì)的質(zhì)量8.30g是Co_xO_y的質(zhì)量，Co_xO_y中氧元素質(zhì)量為8.30g－5.9g＝2.4g，氧原子的物質(zhì)的量n(O)＝2.4g÷16/mol＝0.15mol，所以n(Co):n(C)＝0.1mol:0.15mol＝2:3，即該鈷的氧化物的化學(xué)式為Co₂O₃。
（6）由于裝置E中堿石灰也可以吸收空氣中水蒸氣、二氧化碳，影響二氧化碳質(zhì)量的測定，因此應(yīng)在a處接一裝有堿石灰的干燥管，吸收空氣中水蒸氣、二氧化碳，防止進(jìn)入裝置E中。
考點(diǎn)：考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計與裝置的理解、物質(zhì)提純、化學(xué)計算等