Question

【題目】為測定堿式碳酸鈷[COx（OH）y（CO3）z]的化學(xué)組成，研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．已知：堿式碳酸鈷受熱時(shí)可分解生成三種氧化物．
（1）按如圖所示裝置組裝好儀器，并；稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，加熱，當(dāng)乙裝置中（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），停止加熱；打開活塞a，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘，通入空氣的目的是 ．
（2）某同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)中存在一個(gè)缺陷，該缺陷是 ．
（3）通過正確實(shí)驗(yàn)測得乙、丙裝置增重分別為0.36g、0.88g，則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為 ．
（4）CoCl26H2O常用作多彩水泥的添加劑．以含鈷廢料（含少量Fe、Al等雜質(zhì)）制取COCl26H2O的一種工藝如下：
已知；25℃時(shí)

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Co（OH）2	Al（OH）3
開始沉淀（pH）	2.3	7.5	7.6	3.4
完全沉淀（pH）	4.1	9.7	9.2	5.2

①凈化除雜時(shí)，加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為；
②加入CoCO3調(diào)pH為5.2～7.6，則操作I獲得的濾渣成分為；
③加鹽酸調(diào)整pH為2～3的目的為；
④操作Ⅱ過程為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾．

Answer 1

【答案】
（1）檢查裝置氣密性；不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)；將裝置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙裝置中
（2）未考慮空氣中的水蒸氣和二氧化碳對實(shí)驗(yàn)的影響
（3）Co3（OH）4（CO3）2
（4）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe（OH）3和Al（OH）3；抑制CoCl2的水解
【解析】解：（1）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，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，步驟中緩緩?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，以免影響測量結(jié)果， 所以答案是：檢驗(yàn)裝置的氣密性，不再有氣泡產(chǎn)生，將裝置中生成的CO2和H2O全部排入乙、丙裝置中；（2）空氣中的水蒸氣和二氧化碳被乙丙裝置吸收產(chǎn)生誤差，在活塞a前，加裝裝置干燥管，裝置中盛放的堿石灰用來吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳；所以答案是：未考慮空氣中的水蒸氣和二氧化碳對實(shí)驗(yàn)的影響；（3）堿式碳酸鈷樣品3.65g，故生成水的質(zhì)量為0.36g，物質(zhì)的量為 =0.02mol，生成二氧化碳的質(zhì)量為0.88g，物質(zhì)的量為 =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 =0.03mol，根據(jù)Co、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.03mol：0.02mol×2：0.02mol=3：4：2，故堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3（OH）4（CO3）2 ， 所以答案是：Co3（OH）4（CO3）2；（4）①三價(jià)鐵離子易轉(zhuǎn)化為沉淀，所以要加入氧化劑過氧化氫把二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，而不會(huì)引入新的雜質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
所以答案是：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；②廢料加入鹽酸后生成氯化物，然后加入雙氧水，二價(jià)鐵離子被雙氧水氧化生成三價(jià)鐵離子，根據(jù)沉淀的pH值表格知，當(dāng)溶液的pH值為5.2時(shí)，鐵離子和鋁離子被完全沉淀，當(dāng)溶液的pH值為7.6時(shí)，鈷離子才開始產(chǎn)生沉淀，所以要想將鐵離子、鋁離子和鈷離子分離，溶液的pH值應(yīng)該不小于5.2不大于7.6，則操作I獲得的濾渣成分為Fe（OH）3和Al（OH）3；
所以答案是：Fe（OH）3和Al（OH）3；③加鹽酸調(diào)整pH為2～3的目的為抑制CoCl2的水解，所以答案是：抑制CoCl2的水解．