Question

堿式碳酸鈷[Cox（OH）y（C0₃）z]常用作電子材料、磁性材料的添加劑，受熱時(shí)可分解生喊三種氧化物．為了確定其組成，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①稱(chēng)取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，稱(chēng)量乙、丙裝置的質(zhì)量；
②按如圖所示裝置組裝好儀器，并

 

．
③加熱甲中玻璃管，當(dāng)乙裝置中

 

（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），停止加熱；
④打開(kāi)活塞a，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，稱(chēng)量乙、丙裝置的質(zhì)量；  ⑤計(jì)算．
（2）步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是

 

．
（3）某同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷，為解決這一問(wèn)題，可選用圖2裝置中的

 

（填字母）連接在

 

（填裝置連接位置）．
（4）若按正確裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得如下數(shù)據(jù)．

	乙裝置的質(zhì)量/g	丙裝置的質(zhì)量/g
加熱前	80.00	62.00
加熱后	80.36	62.88

則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為

 

．
（5）含有Co（A10₂）₂的玻璃常用作實(shí)驗(yàn)室觀察鉀元素的焰色反應(yīng)，該玻璃的顏色為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,原電池和電解池的工作原理

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）②按如圖所示裝置組裝好儀器，應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性；
③加熱甲中玻璃管，當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生，即堿式碳酸鈷分解完畢；
（2）步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘，將裝置中生成的CO₂和H₂O全部排入乙、丙裝置中，以免影響測(cè)量結(jié)果；
（3）在活塞a前，加裝裝置D，裝置中盛放的堿石灰容易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳．
（4）堿式碳酸鈷樣品3.65g，反應(yīng)前乙裝置的質(zhì)量為80.00g，反應(yīng)后質(zhì)量為80.36g，故生成水的質(zhì)量為80.36g-80.00g=0.36g，物質(zhì)的量為

0.36g

18g/mol

=0.02mol；反應(yīng)前丙裝置的質(zhì)量為62.00g，反應(yīng)后質(zhì)量為62.00g，生成二氧化碳的質(zhì)量為62.88g-62.00g=0.88g，物質(zhì)的量為

0.88g

44g/mol

=0.02mol，故氧化鈷的質(zhì)量為3.65g-0.36g-0.88g=2.41g，物質(zhì)的量為

2.41g

120g/mol

=0.02mol，根據(jù)Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.015mol：0.02mol×2：0.02mol=2：4：2，故堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co₂（OH）₄（CO₃）₂．
（5）含有Co（A10₂）₂的玻璃常用作實(shí)驗(yàn)室觀察鉀元素的焰色反應(yīng)，該玻璃為藍(lán)色，可以濾去黃光的干擾．

解答： 解：（1）②按如圖所示裝置組裝好儀器，應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置的氣密性，故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；
③加熱甲中玻璃管，當(dāng)乙裝置中不再有氣泡產(chǎn)生，即堿式碳酸鈷分解完畢，故答案為：不再有氣泡產(chǎn)生；
（2）步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘，將裝置中生成的CO₂和H₂O全部排入乙、丙裝置中，以免影響測(cè)量結(jié)果．
故答案為：將裝置中生成的CO₂和H₂O全部排入乙、丙裝置中．
（3）在活塞a前，加裝裝置D，裝置中盛放的堿石灰容易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳．
故答案為：D、活塞a前．
（4）堿式碳酸鈷樣品3.65g，反應(yīng)前乙裝置的質(zhì)量為80.00g，反應(yīng)后質(zhì)量為80.36g，故生成水的質(zhì)量為80.36g-80.00g=0.36g，物質(zhì)的量為

0.36g

18g/mol

=0.02mol；反應(yīng)前丙裝置的質(zhì)量為62.00g，反應(yīng)后質(zhì)量為62.00g，生成二氧化碳的質(zhì)量為62.88g-62.00g=0.88g，物質(zhì)的量為

0.88g

44g/mol

=0.02mol，故氧化鈷的質(zhì)量為3.65g-0.36g-0.88g=2.41g，物質(zhì)的量為

2.41g

120g/mol

=0.02mol，根據(jù)Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.015mol：0.02mol×2：0.02mol=2：4：2，故堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co₂（OH）₄（CO₃）₂．
故答案為：Co₂（OH）₄（CO₃）₂．
（5）含有Co（A10₂）₂的玻璃常用作實(shí)驗(yàn)室觀察鉀元素的焰色反應(yīng)，該玻璃為藍(lán)色，可以濾去黃光的干擾．
故答案為：藍(lán)色．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解、方案設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)裝置的理解、物質(zhì)組成的測(cè)定等，難度中等，理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用分析解決問(wèn)題的能力．