碱式碳酸钴[ Cox(OH)y(CO3)z ]常用作电子材料,磁性材料的添加剂,受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成,某化学兴趣小组同学设计了如图所示装置进行实验。

(1)请完成下列实验步骤:
①称取3.65g样品置于硬质玻璃管内,称量乙、丙装置的质量;
②按如图所示装置组装好仪器,并检验装置气密性;
③加热甲中玻璃管,当乙装置中____________(填实验现象),停止加热;
④打开活塞a,缓缓通入空气数分钟后,称量乙、丙装置的质量;
⑤计算。
(2)步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是_____________________
(3)某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷,为解决这一问题,可选用下列装置中的______(填字母)连接在_________(填装置连接位置)。

(4)若按正确装置进行实验,测得如下数据:
| |
乙装置的质量/g |
丙装置的质量/g |
| 加热前 |
80.00 |
62.00 |
| 加热后 |
80.36 |
62.88 |
则该碱式碳酸钴的化学式为_________________。
(5)含有Co(AlO2)2的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应,该玻璃的颜色为___________。
(6)CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加剂,以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种工艺如下:

已知:
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
CO(OH)2 |
Al(OH)2 |
| 开始沉淀(PH) |
2.3 |
7.5 |
7.6 |
3.4 |
| 完全沉淀(PH) |
4.1 |
9.7 |
9.2 |
5.2 |
①净除杂质时,加入H2O2 发生反应的离子方程式为______________。
②加入CoCO3调PH为5.2~7.6,则操作Ⅰ获得的滤渣成分为_____________。
③加盐酸调整PH为2~3的目的为__________________________________。
④操作Ⅱ过程为___________(填操作名称)、过滤。
【化学---选修2:化学与技术】
南海某小岛上,可利用的淡水资源相当匮乏,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示山泉水属于硬水。
(1)硬水是指含有较多______________的水,硬水加热后产生沉淀的离子方程式为:________________________________(写出生成一种沉淀物的即可) 。
(2)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO),已知水的硬度在8°以下的称为软水,在8°以上的称为硬水。已知岛上山泉水中c( Ca2+)=1.2×10-3 mol/L,c(Mg2+) =6×l0-4 mol/L,那么此水 (填“是”或“否”)属于硬水。
(3)离子交换法是软化水的常用方法。聚丙烯酸钠是一种离子交换树脂,写出聚丙烯酸钠单体的结构简式 。
(4)解放军战士通常向水中加入明矾净水,请用离子方程式解释其净水原理: 。
(5)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指 (填A或B)。
②写出通电后阳极区的电极反应式 ,阴极区的现象是: 。
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续地生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
则NH3催化氧化生成NO和H2O(g)的热化学反应方程式可表示为: 。
(2)某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)反应的影响,实验结果可表示成如右图所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量):
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是 。
②在起始时体系中加入N2的物质的量为1mol。若容器容积
为2L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K= 。
③图像中T1和T2的关系是:T1 T2。(填“>”“<”“=”“无法确定”)
(3)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如下图):
4NH3+5O2
4NO+6H2O ;
4NH3+3O2
2N2+6H2O
温度较低时以生成 为主,温度高于900℃时,NO产率下降的原因 。
(4)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) △H>0,下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
| t/s |
0 |
500 |
1000 |
| c(N2O5)/mol·L—1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500s内NO2的生成速率可表示为____________________。
②下列情况能说明该反应已达平衡状态的是 。
A.单位时间内生成2mol NO2的同时消耗了lmol N2O5 B.混合气体的颜色不再发生变化
C.混合气体的密度保持不变 D.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。工业上利用水钴矿〔主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等〕制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:(金属离子浓度为:0.01mol/L)
| 沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Co(OH)2 |
Al(OH)3 |
Mn(OH)2 |
| 开始沉淀 |
2.7 |
7.6 |
7.6 |
4.0 |
7.7 |
| 完全沉淀 |
3.7 |
9.6 |
9.2 |
5.2 |
9.8 |
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)水钴矿进行预处理时加入Na2SO3的主要作用是 。
(2)写出NaClO3在浸出液中发生主要反应的离子方程式_______________________;
若不慎向“浸出液”中加了过量的NaClO3,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式_____________________。
(3) “操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是_______________、________________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
(4)浸出液加Na2CO3调pH至5.2时,过滤所得到的沉淀成分为 。
(5)萃取剂的作用是 。
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量,称取16.4克的粗产品溶于水配成100.0mL溶液,从中取出25.0mL与足量AgNO3溶液混合,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量为4.6克。则粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数是________________。
等质量的两种金属粉末A、B分别与同浓度的足量稀盐酸反应,都生成+2价金属氯化物,其反应情况如图所示:
(1) 两种金属的活动性顺序是_____>______
两种金属氯化物的摩尔质量是_____>______
(2) 将两种金属粉末按一定比例混合后,进行甲、乙丙三组实验,三组实验各取500mL同浓度的盐酸溶液加入该种混合粉末,产生气体,有关数据如下:
实验序号甲乙丙
混合粉末质量(g)6.2 18.6 24.8
生成气体气体(mL) 2240 5600 5600
①乙组实验中,盐酸________(填“过量”、“适量”或“不足量”)
②上述所用的盐酸的物质的量浓度为_________mol/L,混合粉末的平均摩尔质量是________。
镁合金是重要的民用和航空材料,镁作为一种强还原剂,还用于钛、镀和铀的生产,氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等。
(1)氧化镁的电子式为________。
(2)写出镁与TiCl4在高温条件下制取钛的化学方程式____________________。
(3)从海水中提取金属镁用到的主要化学药品有________________。
(4)某研究小组同学在实验室用卣块制备少量Mg(ClO3)2·6H2O,其流程如下:
已知:I卤块主要成分为Mg Cl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。Ⅱ可选用的试剂:H2O2,稀硫酸、KMnO4溶液、MgCl2溶液、MgO。
①加入BaCl2溶液的目的是____________。
②步骤X中需将Fe2+转化为Fe3+,所选的试剂为__________。
③Mg(ClO3)2加入到含有KSCN的FeSO4酸性溶液中立即出现红色,写出相关反应的离子方程式:________________________________________.