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【题目】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)能验证分解产物中有CO的实验现象是_____

3)取3.66g CoC2O42H2O于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为1.5g,球形干燥管增重0.88g。则A中发生的反应方程式为_____

Ⅱ探究CoOH2的还原性及CoOH3的氧化性

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),CoOH2(粉红色),CoOH3(棕褐色)。

实验记录如下表:

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0.1moL1NaOH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%H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色。

反应的化学方程式为①_____

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②_____

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,Cl2CoOH2CoOH3的氧化能力由大到小的顺序是③________

【答案】C→D→B 装置D中氧化铜由黑色变化为红色 CoC2O42H2O CoO+CO2↑+CO↑+2H2O 2CoOH2+H2O22CoOH3 2CoOH3+6H++2ClCl2↑+2Co2++6H2O CoOH3Cl2CoOH2

【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和氧化铜反应生成红色铜,剩余CO用装置B吸收;

2)一氧化碳能还原氧化铜生成红色铜;

3)结合原子守恒计算出反应物、生成物的物质的量,根据物质的量之比等于化学计量数之比写出方程式;

Ⅱ.(4)①CoSO4溶液(粉红色),滴加0.1moL1NaOH溶液,生成粉红色沉淀为CoOH2(粉红色),将该沉淀分成两份,一份中加入3%H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色说明CoOH2被氧化为CoOH3(棕褐色);

②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,说明生成的为氯气,发生的反应是氧化还原反应,CoOH3氧化氯离子生成氯气;

③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CoOH2不具有氧化性不能氧化氯离子生成氯气,氧化还原反应中,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性判断;

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和氧化铜反应生成红色铜,剩余CO用装置B吸收,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

答案:C→D→B

2)一氧化碳具有还原性,能还原氧化铜生成红色铜,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中氧化铜由黑色变化为红色,

答案:装置D中氧化铜由黑色变化为红色;

3)取3.66g CoC2O42H2O物质的量= 0.02mol,于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为1.5g,球形干燥管增重0.88g为吸收的二氧化碳,物质的量nCO2)= 0.02mol,碳元素守恒得到生成CO物质的量0.02mol,生成钴的氧化物中钴元素物质的量0.02mol,摩尔质量= 75g/mol,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:CoC2O42H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O

答案:CoC2O42H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O

Ⅱ.(4)①CoSO4溶液(粉红色),滴加0.1moL1NaOH溶液,生成粉红色沉淀为CoOH2(粉红色),将该沉淀分成两份,一份中加入3%H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色说明CoOH2被氧化为CoOH3(棕褐色),反应的化学方程式:2CoOH2+H2O22CoOH3

答案:2CoOH2+H2O22CoOH3

②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,说明生成的为氯气,发生的反应是氧化还原反应,CoOH3氧化氯离子生成氯气,反应的化学方程式:2CoOH3+6H++2ClCl2↑+2Co2++6H2O

答案:2CoOH3+6H++2ClCl2↑+2Co2++6H2O

③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CoOH2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,酸条件下,Cl2CoOH2CoOH3的氧化能力由大到小的顺序是:CoOH3Cl2CoOH2

答案:CoOH3Cl2CoOH2

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则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _____________kJ/mol。

(2)在一恒容的密闭容器中COH2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH

①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。

A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2

B.混合气体总物质的量不变

C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)(“>”、“=”“<”,下同);由图判断ΔH ______0。

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