Question

1820年德贝尔纳首次使用MnO₂作催化剂加热分解KClO₃制O₂，当时就发现气态产物有异常气味，后来证明因其中含有少量的Cl₂和O₃（臭氧）等杂质。已知O₃的氧化性比O₂更强，且与还原剂起反应时通常生成O₂。又知碳酸钴（CoCO₃）在加热条件下与氧气反应，可表示为：

x＋ x＋Co_xO_y­（褐色）

现利用下列装置测定Co_xO_y­的组成。

请填写下列空白：

（1）E装置中的U形管内盛放的物质是：

A．五氧化二磷　　      B．无水氯化镁　　　　    C．无水硫酸铜　　　　    D．碱石灰

（2）若实验装置中，接口a与b直接连接，而不用B、C装置，这样会导致测定结果出现误差，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。

（3）B洗气瓶内所盛放的物质是　　　　    。

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，首先撤去A装置部分的酒精灯，会引起　　　　　　　　　　    。

（5）CoCO₃完全转化为褐色的Co_xO_y后，称得E管增重4.4 g，D管内残留的物质的质量是8.3 g，据此可推知褐色物质（Co_xO_y）中x∶y＝　　　　    。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）D （2）生成少量的氯气和水蒸气被碱石灰吸收，试管中还会生成部分的钴的氯化物。 （3）D （4）洗气瓶B中的液体倒吸到试管中引起试管炸裂。 （5）2∶3

提示：

本实验的反应原理是将A产生的氧气通入D中，与CoCO3反应。通过测定产生的二氧化碳的量，计算出CoxOy的组成，故E为吸收二氧化碳的装置，U形管中应盛放碱石灰。 若实验装置中，a与b接口直接连接，而不用B 和C装置,由题目所给信息可知：A装置产生的O2中含有Cl2和O3杂质，会被碱石灰吸收，同时试管中还将生成部分钴的氯化物，从而导致测定结果出现误差。 因为Cl2和O3有强氧化性，故考虑用还原性较强的KI将其还原为Cl－和O2。所以在通入D之前，应该用KI溶液除去杂质。通过KI溶液时带出的水蒸气还需用浓硫酸进行干燥，才能保证进入D中的O2干燥、纯净。 实验结束时，若先撤去A部分的酒精灯，试管中气体遇冷收缩，压强减小，会引起洗气瓶B中的液体倒吸入试管中，而使试管炸裂。 实验完毕，E管由于吸收二氧化碳增重4.4 g，即x＝0.1 mol。由方程式可知，二氧化碳的物质的量等于CoxOy中Co的物质的量。由残留物的质量可计算出氧元素的物质的量：59×0.1＋16y＝8.3 g，y＝1.5 mol，据此可推知褐色物质（CoxOy）中x∶y＝1∶1.5＝2∶3。