Question

钴（Co）的氧化物是一种重要的化工原料，工业上利用CoCO₃+O₂→Co_xOy+CO₂反应来生产相应的钴的氧化物．实验室中可以用下列装置来制取钴的氧化物并测定其分子组成．

请填写下列空白：
（1）写出A装置的大试管里发生反应的化学方程式

2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑

；
（2）E装置的U形管里盛放的物质是

C

；
A．P₂O₅    B．无水CaCl₂    C．碱石灰    D．无水CuSO₄
（3）O₃的氧化性比O₂强．已知制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，则B装置中所盛放的物质是

AD

A．NaOH溶液    B．饱和NaHCO₃溶液    C．饱和NaCl溶液    D．KI溶液
（4）实验结束时，若先撤去A装置中的酒精灯，会引起

倒吸

；
（5）在CoCO₃完全转化为Co_xO_y后，若称得E管增重4.40g，D管内残留物质的质量是8.30g，则生成Co_xO_y的化学式为

Co₂O₃

；
（6）此实验装置存在一个比较大的缺陷，如何完善

应在a处接一装有碱石灰的干燥管

．

Answer 1

分析：由装置图可知，实验通过测定装置E中的增重，确定生成的二氧化碳的质量，再利用n（C）=n（Co）可知Co_xO_y中Co的物质的量，进而计算Co的质量，装置D管内残留物质是Co_xO_y，计算出氧元素质量，再计算氧原子的物质的量，根据原子物质的量之比确定化学式．
（1）在二氧化锰作催化剂，加入条件下，氯酸钾分解生成氯化钾、氧气．
（2）E装置的U形管里盛放的物质用于吸收装置D生成的二氧化碳，结合物质的性质判断．
（3）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，B装置中所盛放的物质用于吸收Cl₂，不能生成二氧化碳，结合物质的性质判断．
（4）实验结束时，若先撤去A装置中的酒精灯，会导致装置A中的压强降低，容易发生倒吸．
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的质量，计算二氧化碳的物质的量，根据化学式CoCO₃可知n（C）=n（Co），进而计算Co的质量，D管内残留物质的质量8.30g是Co_xO_y的质量，计算出氧元素质量，再计算氧原子的物质的量，根据原子物质的量之比确定化学式．
（6）装置E中碱石灰可以吸收空气中水蒸气、二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定，故应在a处接一装有碱石灰的干燥管，吸收空气中水蒸气、二氧化碳，防止进入装置E中．

解答：解：（1）在二氧化锰作催化剂，加入条件下，氯酸钾分解生成氯化钾、氧气，反应方程式为2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑．
故答案为：2KClO₃

MnO2  .

△

2KCl+3O₂↑．
（2）E装置的U形管里盛放的物质用于吸收装置D生成的二氧化碳，A．P₂O₅、B．无水CaCl₂、D．无水CuSO₄不能吸收二氧化碳，C．碱石灰可以吸收二氧化碳，故装置E中试剂为碱石灰．
故选：C．
（3）制得的O₂中含有少量的Cl₂和O₃，B装置中所盛放的物质用于吸收Cl₂，
A、NaOH溶液可以吸收氯气，氧气和臭氧不变，所以氯气能除尽，故A符合；
B．饱和NaHCO₃溶液以吸收氯气，但生成二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定，故B不符合；
C．饱和NaCl溶液不能吸收氯气，故C错误；
D．KI溶液吸收氯气，所以氯气能除尽，故D符合．
故选AD．
（4）实验结束时，若先撤去A装置中的酒精灯，会导致装置A中的压强降低，容易发生倒吸．
故答案为：倒吸．
（5）E管增重4.40g是二氧化碳的质量，物质的量为

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根据化学式CoCO₃可知）n（Co）=n（C）=0.1mol，进Co的质量为0.1mol×59g/mol=5.9g，D管内残留物质的质量8.30g是Co_xO_y的质量，Co_xO_y中氧元素质量为8.3g-5.9g=2.4g，氧原子的物质的量n（O）=

2.4g

16g/mol

=0.15mol，所以n（Co）：n（O）=0.1mol：0.15mol=2：3，故该钴的氧化物的化学式为Co₂O₃．
故答案为：Co₂O₃．
（6）装置E中碱石灰可以吸收空气中水蒸气、二氧化碳，影响二氧化碳质量的测定，故应在a处接一装有碱石灰的干燥管，吸收空气中水蒸气、二氧化碳，防止进入装置E中．
故答案为：应在a处接一装有碱石灰的干燥管．

点评：考查对实验方案设计与装置的理解、物质提纯、化学计算等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与运用知识分析问题、解决问题的能力．