Question

【題目】鈷、鎳與鐵是同族元素，主要化合價均為+2、+3價，它們的單質及化合物的性質有很多相似之處。試回答下列問題:

(1)氯化鐵溶液呈__________ (填“酸”“中”或“堿”)性，原因是___________ (用離子方程式表示)。

(2)將Co3O4與濃鹽酸混合，可生成黃綠色氣體。寫出該反應的化學方程式: ________。

(3)Co2+和Fe3+均可與KSCN溶液發生相似的反應，向CoCl2溶液中加入KSCN溶液，生成某種藍色離子，該離子中鈷元素的質量分數約為20%。則該離子的化學式為___________。

(4)為了比較Fe、Co、Cu三種金屬的活動性，某實驗小組設計如下實驗裝置。

丙裝置中充入滴有酚酞的氯化鈉溶液，X、Y均為石墨電極。反應一段時間后，可觀察到甲裝置中Co電極附近產生氣泡，丙裝置中X極附近溶液變紅�？芍�三種金屬的活動性由強到弱的順序是__________(填元素符號)若起始時裝置丙中有1L1.5mol·L1氯化鈉溶液，一段時間后，a處收集到1.12LH2(標準狀況)，忽略溶液體積的變化，裝置丙中所有離子的濃度由大到小的順序為___________。

Answer 1

【答案】 酸 Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ Co3O4+8HCl=Cl2↑+3CoCl2+4H2O [Co(SCN)4]2- Fe>Co>Cu C(Na+)>C(Cl-)>C(ClO-)>C(OH-)>C(H+)

【解析】（1）鐵離子水解，氯化鐵溶液呈酸性，反應的離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+；（2）將Co3O4與濃鹽酸混合，可生成黃綠色氣體，該氣體是氯氣，說明濃鹽酸被氧化，所以該反應的化學方程式為Co3O4+8HCl=Cl2↑+3CoCl2+4H2O。（3）該離子中鈷元素的質量分數約為20%，則鈷離子和SCN－的個數之比是，因此該離子的化學式為【Co(SCN)4】2－。（4）丙裝置中充入滴有酚酞的氯化鈉溶液，X、Y均為石墨電極。反應一段時間后，可觀察到甲裝置中Co電極附近產生氣泡，說明Co電極是正極，氫離子放電產生氫氣，金屬性是Fe>Co；丙裝置中X極附近溶液變紅，說明X電極是陰極，氫離子放電，所以Co電極是負極，則金屬性Co>Cu，由此可知三種金屬的活動性由強到弱的順序是Fe>Co>Cu；產生氫氣是0.05mol，根據電解氯化鈉的方程式可知生成氫氧化鈉是0.1mol，與氯氣反應生成次氯酸鈉是0.05mol，電解后氯化鈉過量，則裝置丙中所有離子的濃度由大到小的順序為c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)。