Question

【題目】草酸鈷是制備鈷的氧化物的重要原料。下圖為二水合草酸鈷（CoC2O4·2H2O）在空氣中受熱的質量變化曲線，曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物。

①通過計算確定C點剩余固體的化學成分為________（填化學式）；試寫出B點對應的物質與O2在225℃~300℃發生反應的化學方程式：_______________________________________________；

②取一定質量的二水合草酸鈷分解后的鈷氧化物（其中Co的化合價為+2、+3），用480 mL 5 mol/L鹽酸恰好完全溶解固體，得到CoCl2溶液和4.48 L（標準狀況）黃綠色氣體。試確定該鈷氧化物中Co、O的物質的量之比________________。

Answer 1

【答案】 Co3O4 3CoC2O4+2O2=Co3O4+6CO2 5：6

【解析】(1)由圖可知，CoC2O42H2O的質量為18.3g，其我知道可為0.1mol，Co元素質量為5.9g，C點鈷氧化物質量為8.03g，氧化物中氧元素質量為8.03g-5.9g=2.13g，則氧化物中Co原子與O原子物質的量之比為0.1mol： ≈3：4，故C的Co氧化物為Co3O4；B點對應物質的質量為14.7g，與其起始物質的質量相比減少18.3g-14.7g=3.6g，為結晶水的質量，故B點物質為CoC2O4，與氧氣反應生成Co3O4與二氧化碳，反應方程式為：3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2，故答案為：Co3O4；3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2；

(2)由電子守恒：n(Co3+)=2 n(Cl2)=2×=0.4 mol，由電荷守恒：n(Co原子)總=n(Co2+)溶液=n(Cl-)=×( 0.48L×5mol/L-2×)=1 mol，所以固體中的n(Co2+)=1mol-0.4mol=0.6 mol，根據化合價電荷守恒為0，氧化物中n(O)=(0.6mol×2+0.4mol×3)÷2=1.2mol，故該鈷氧化物中n(Co)：n(O)=1mol：1.2mol=5：6，故答案為：5：6。