Question

1820年德貝爾納首次使用MnO₂作催化劑加熱分解KClO₃制O₂，當(dāng)時(shí)就發(fā)現(xiàn)氣態(tài)產(chǎn)物有異常氣味，后來(lái)證明因其中含有少量的Cl₂和O₃（臭氧）等雜質(zhì)。已知O₃的氧化性比O₂更強(qiáng)，且與還原劑起反應(yīng)時(shí)通常生成O₂。又知碳酸鈷（CoCO₃）在加熱條件下與氧氣反應(yīng)，可表示為：

xCoCO＋OxCO＋（褐色）

現(xiàn)利用下列裝置測(cè)定Co_xO_y的組成。

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?span lang=EN-US>

（1）E裝置中的U形管內(nèi)盛放的物質(zhì)是：

A．五氧化二磷        B．無(wú)水氯化鎂　　   C．無(wú)水硫酸銅　　   D．堿石灰

（2）若實(shí)驗(yàn)裝置中，接口a與b直接連接，而不用B、C裝置，這樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)誤差，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。

（3）B洗氣瓶?jī)?nèi)所盛放的物質(zhì)是　　　　    。

A．NaOH溶液　　　　　　　　 B．飽和NaHCO₃溶液

C．飽和NaCl溶液　　　　　　     D．KI溶液

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，首先撤去A裝置部分的酒精燈，會(huì)引起　　　　　　　　　　    。

（5）CoCO₃完全轉(zhuǎn)化為褐色的Co_xO_y后，稱得E管增重4.4 g，D管內(nèi)殘留的物質(zhì)的質(zhì)量是8.3 g，據(jù)此可推知褐色物質(zhì)（Co_xO_y）中x∶y＝　　　　    。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）D （2）生成少量的氯氣和水蒸氣被堿石灰吸收，試管中還會(huì)生成部分的鈷的氯化物。 （3）D （4）洗氣瓶B中的液體倒吸到試管中引起試管炸裂。 （5）2∶3

提示：

本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理是將A產(chǎn)生的氧氣通入D中，與CoCO3反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生的二氧化碳的量，計(jì)算出CoxOy的組成，故E為吸收二氧化碳的裝置，U形管中應(yīng)盛放堿石灰。 若實(shí)驗(yàn)裝置中，a與b接口直接連接，而不用B 和C裝置,由題目所給信息可知：A裝置產(chǎn)生的O2中含有Cl2和O3雜質(zhì)，會(huì)被堿石灰吸收，同時(shí)試管中還將生成部分鈷的氯化物，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)誤差。 因?yàn)?span lang=EN-US>Cl2和O3有強(qiáng)氧化性，故考慮用還原性較強(qiáng)的KI將其還原為Cl－和O2。所以在通入D之前，應(yīng)該用KI溶液除去雜質(zhì)。通過(guò)KI溶液時(shí)帶出的水蒸氣還需用濃硫酸進(jìn)行干燥，才能保證進(jìn)入D中的O2干燥、純凈。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，若先撤去A部分的酒精燈，試管中氣體遇冷收縮，壓強(qiáng)減小，會(huì)引起洗氣瓶B中的液體倒吸入試管中，而使試管炸裂。 實(shí)驗(yàn)完畢，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，二氧化碳的物質(zhì)的量等于CoxOy中Co的物質(zhì)的量。由殘留物的質(zhì)量可計(jì)算出氧元素的物質(zhì)的量：59×0.1＋16y＝8.3 g，y＝1.5 mol，據(jù)此可推知褐色物質(zhì)（CoxOy）中x∶y＝1∶1.5＝2∶3。