课时跟踪检测(二十三)探究实验
1.钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CoCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题:
(1)甲同学用Co2O3与盐酸反应制备CoCl2·4H2O,其实验装置如下:
①烧瓶中发生反应的离子方程式为_______________________________________。
②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2·4H2O,还需经过的操作有蒸发浓缩、________、洗涤、干燥等。
(2)乙同学利用甲同学制得的CoCl2·4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co,并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气气氛中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。
①装置E、F是用于检验CO和CO2的,其中盛放PdCl2溶液的是装置________(填“E”或“F”)。
②装置G的作用是________;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中澄清石灰水变浑浊,则可得出的结论是________________________________________________________________________。
③通氮气的作用是_______________________________________________。
④实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其目的是________________________________________________________________________。
⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6,且n(X)∶n(CO)∶n(CO2)∶n(C2H6)=1∶4∶2∶3(空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为___________________________________________。
解析:(1)①Co2O3与盐酸反应生成CoCl2、Cl2和水,离子反应为Co2O3+2Cl-+6H+===2Co2++Cl2↑+3H2O。
②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2·4H2O,因加热促进水解,且生成盐酸易挥发,需经过的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。
(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2的,CO的氧化产物为CO2,则先检验CO2,其中盛放PdCl2溶液的是装置F。
②装置G的作用是除去CO2;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中澄清石灰水变浑浊,则可得出的结论是分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质。
③通氮气的作用是将D中气态产物排入后续装置。
④其目的是防止倒吸。
⑤由原子守恒可知,乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑。
答案:(1)①Co2O3+2Cl-+6H+===2Co2++Cl2↑+3H2O ②冷却结晶、过滤
(2)①F ②除去二氧化碳 分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质
③将D中气态产物排入后续装置 ④防止倒吸
⑤3(CH3COO)2CoCo3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6↑