Question

【題目】Co(CH3COO)2(乙酸鈷)可用作酯交換反應的催化劑并可用于制備高質量鋰電池電極。在氮氣氛圍中，乙酸鈷受熱分解生成CO、CO2和C2H6等產物。某研究小組利用下列裝置檢驗乙酸鈷熱分解的部分產物。

已知：①CO＋PdCl2＋H2O==CO2＋Pd↓(黑色)＋2HCl；

②變色硅膠為深藍色，吸水后變為粉紅色。

回答下列問題：

(1)B裝置的作用是____，要檢驗乙酸鈷分解產物中的CO2，對以上裝置的改進方案是______。

(2)儀器a中的試劑是_______，其作用是_______。

(3)能證明乙酸鈷的分解產物含有C2H6的實驗現象是______。

(4)裝置D中C2H6被CuO完全氧化的化學方程式是________。

(5)另取一定量乙酸鈷結晶水合物樣品[Co(CH3COO)2·nH2O]在空氣中加熱，樣品的固體殘留率(×100%)隨溫度的變化如圖所示(樣品在200℃時已完全失去結晶水，350℃以上殘留固體為金屬氧化物)。根據以上實驗數據列出殘留氧化物CoxOy中x∶y的計算式：_____。

Answer 1

【答案】檢驗并吸收CO 在A與B之間增加盛有澄清石灰水的洗氣瓶 堿石灰 吸收B中生成的CO2并干燥氣體 D中黑色固體變為紅色，E中硅膠變為粉紅色，F中澄清石灰水變渾濁 7CuO＋C2H67Cu＋2CO2＋3H2O

【解析】

乙酸鈷受熱分解生成CO、CO2和C2H6等產物。結合已知條件①，B中PdCl2溶液可檢驗CO，F中澄清石灰水可檢驗二氧化碳，進入裝置D的氣體需要除去二氧化碳和水蒸氣，因此裝置C可以選用堿石灰除去氣體中的二氧化碳和水蒸氣，D中乙烷與氧化銅反應生成二氧化碳和水蒸氣，E中B變色硅膠可以檢驗水蒸氣，據此分析解答。

(1)根據上述分析，B裝置是檢驗并吸收CO；要檢驗乙酸鈷分解產物中的CO2，需要在氣體進入裝置D之前檢驗，因此可以在A與B之間增加盛有澄清石灰水的洗氣瓶，故答案為：檢驗并吸收CO；在A與B之間增加盛有澄清石灰水的洗氣瓶；

(2)根據上述分析，儀器a中的試劑是堿石灰，堿石灰可以吸收B中生成的CO2并干燥氣體，故答案為：堿石灰；吸收B中生成的CO2并干燥氣體；

(3)要證明乙酸鈷的分解產物含有C2H6，需要在除去了二氧化碳和水蒸氣以及一氧化碳后的氣體在D中與氧化銅反應，若D中黑色固體變為紅色，說明乙烷與氧化銅發生了反應，E中硅膠變為粉紅色，說明生成了水蒸氣，F中澄清石灰水變渾濁說明生成了二氧化碳，則能證明乙酸鈷的分解產物含有C2H6，故答案為：D中黑色固體變為紅色，E中硅膠變為粉紅色，F中澄清石灰水變渾濁；

(4)根據(3)的分析可知，裝置D中C2H6被CuO完全氧化生成了二氧化碳、水和銅，反應的化學方程式是7CuO＋C2H67Cu＋2CO2＋3H2O，故答案為：7CuO＋C2H67Cu＋2CO2＋3H2O；

(5)Co(CH3COO)2nH2O在加熱過程中先失去結晶水，200℃時得到的Co(CH3COO)2，則殘留固體中鈷的含量=×71.2%，350 ℃以上殘留固體為金屬氧化物(CoxOy)，殘留固體中鈷的含量=×32.3%，根據鈷的質量守恒，假設固體樣品的起始質量為m，則×71.2%×m=×32.3%×m，解得=，故答案為：。