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反應來生產相應的鈷的氧化物．實驗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)生反應的化學方程式______；
（2）E裝置的U形管里盛放的物質是______；
A．P₂O₅　　B．無水CaCl₂　　C．堿石灰　　D．無水CuSO₄
（3）O₃的氧化性比O₂強．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是______
A．NaOH溶液　　B．飽和NaHCO₃溶液　 C．飽和NaCI溶液　 D．KI溶液
（4）實驗結束時，若先撤去A裝置中的酒精燈，會引起______；
（5）在CoCO₃完全轉化為Co_xO_y后，若稱得E管增重4.40g，D管內殘留物質的質量是8.30g，則生成Co_xO_y的化學式為______；
（6）此實驗裝置存在一個比較大的缺陷，如何完善______．

Answer 1

解：（1）在二氧化錳作催化劑，加入條件下，氯酸鉀分解生成氯化鉀、氧氣，反應方程式為2KClO₃2KCl+3O₂↑．
故答案為：2KClO₃2KCl+3O₂↑．
（2）E裝置的U形管里盛放的物質用于吸收裝置D生成的二氧化碳，A．P₂O₅、B．無水CaCl₂、D．無水CuSO₄不能吸收二氧化碳，C．堿石灰可以吸收二氧化碳，故裝置E中試劑為堿石灰．
故選：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用于吸收Cl₂，
A、NaOH溶液可以吸收氯氣，氧氣和臭氧不變，所以氯氣能除盡，故A符合；
B．飽和NaHCO₃溶液以吸收氯氣，但生成二氧化碳，影響二氧化碳質量的測定，故B不符合；
C．飽和NaCI溶液不能吸收氯氣，故C錯誤；
D．KI溶液吸收氯氣，所以氯氣能除盡，故D符合．
故選AD．
（4）實驗結束時，若先撤去A裝置中的酒精燈，會導致裝置A中的壓強降低，容易發(fā)生倒吸．
故答案為：倒吸．
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的質量，物質的量為=0.1mol，根據(jù)化學式CoCO₃可知）n（Co）=n（C）=0.1mol，進Co的質量為0.1mol×59g/mol=5.9g，D管內殘留物質的質量8.30g是Co_xO_y的質量，Co_xO_y中氧元素質量為8.3g-5.9g=2.4g，氧原子的物質的量n（O）==0.15mol，所以n（Co）：n（O）=0.1mol：0.15mol=2：3，故該鈷的氧化物的化學式為Co₂O₃．
故答案為：Co₂O₃．
（6）裝置E中堿石灰可以吸收空氣中水蒸氣、二氧化碳，影響二氧化碳質量的測定，故應在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，防止進入裝置E中．
故答案為：應在a處接一裝有堿石灰的干燥管．
分析：由裝置圖可知，實驗通過測定裝置E中的增重，確定生成的二氧化碳的質量，再利用n（C）=n（Co）可知Co_xO_y中Co的物質的量，進而計算Co的質量，裝置D管內殘留物質是Co_xO_y，計算出氧元素質量，再計算氧原子的物質的量，根據(jù)原子物質的量之比確定化學式．
（1）在二氧化錳作催化劑，加入條件下，氯酸鉀分解生成氯化鉀、氧氣．
（2）E裝置的U形管里盛放的物質用于吸收裝置D生成的二氧化碳，結合物質的性質判斷．
（3）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，B裝置中所盛放的物質用于吸收Cl₂，不能生成二氧化碳，結合物質的性質判斷．
（4）實驗結束時，若先撤去A裝置中的酒精燈，會導致裝置A中的壓強降低，容易發(fā)生倒吸．
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的質量，計算二氧化碳的物質的量，根據(jù)化學式CoCO₃可知n（C）=n（Co），進而計算Co的質量，D管內殘留物質的質量8.30g是Co_xO_y的質量，計算出氧元素質量，再計算氧原子的物質的量，根據(jù)原子物質的量之比確定化學式．
（6）裝置E中堿石灰可以吸收空氣中水蒸氣、二氧化碳，影響二氧化碳質量的測定，故應在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，防止進入裝置E中．
點評：考查對實驗方案設計與裝置的理解、物質提純、化學計算等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與運用知識分析問題、解決問題的能力．