Question

【題目】鉆及其化合物屬于2B類致癌物，但它們廣泛應用于實驗室研究及工業生產的磁性材料領域。

（1）干燥劑變色硅膠常含有CoCl2固體。常見氯化鉆晶體的顏色如下：

則硅膠吸水飽和之后顏色變成_____________。

（2）CoxNi(Ⅱ)(1－x)Fe(Ⅲ)2O4中Co的化合價為________。（Ⅱ、Ⅲ表示Ni、Fe元素的化合價）

（3）CoxNi(1－x)Fe2O4對催化分解H2O2具有較高的活性。單位質量的CoxNi(1－x)Fe2O4在10℃時催化分解6％H2O2溶液的初始速率隨x變化的曲線如圖（其中實線使用的催化劑是微波水熱法合成的，虛線使用的催化劑是常規水熱法合成的）。由圖中信息可知影響催化劑活性大小的因素有催化劑的合成方法和__________________________。

（4）草酸鈷是制備鈷的氧化物的重要原料，其熱分解過程除受草酸鈷本身性質的影響之外，還受反應氣氛和反應溫度的影響。二水合草酸鈷（CoC2O42H2O）在空氣中熱分解的分析曲線如圖所示，已知Co的兩種常見化合價為＋2價和＋3價，曲線中300℃以上所得固體為鈷的氧化物

①A點剩余固體的主要成分為__________________________。

②225～300℃發生反應的化學方程式為_____________________________。

③C點鉆的氧化物可與濃鹽酸反應生成黃綠色氣體，寫出該反應的離子方程式：____________________。

Answer 1

【答案】粉紅色＋2CoxNi(1－x)Fe2O4中Co的含量CoC2O43CoC2O4＋2O2=Co3O4＋6CO2Co3O4＋2Cl－＋8H＋=3Co3＋＋Cl2↑＋4H2O

【解析】

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（1）根據表格可知硅膠吸水飽和之后為：CoCl26H2O，顏色變成粉紅色；

（2）根據化合物中化合價代數和為0，知CoxNi(Ⅱ)(1－x)Fe(Ⅲ)2O4中Co的化合價為＋2。

（3）由圖中信息可知影響催化劑活性大小的因素有催化劑的合成方法和x的值，x值越大催化效果越好，CoxNi(1－x)Fe2O4中Co的含量越高；答案：CoxNi(1－x)Fe2O4中Co的含量。

（4）①CoC2O4. 2H2O 的質量為18.3g，其物質的量為0.1mol，加熱失去結晶水得到CoC2O4，0.1mol CoC2O4 的質量為14.7g；故A點是固體的成分為：CoC2O4；

②由圖可知，CoC2O4. 2H2O 的質量為18.3g ，其物質的量為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 ，O原子物質的量為n=2.13g/16g.mol-1=0.133mol則氧化物中Co原子與O原子物質的量之比為0.1mol：0.133mo =3：4，故C點的Co氧化物為 Co3O4；故反應方程式為：

3 CoC2O4＋2O2 Co3O4＋6CO2；

③ Co3O4與濃鹽酸反應生成氯氣的離子方程式為：Co3O4＋2Cl－＋8H＋=3Co3＋＋Cl2↑＋4H2O 。