小倩同学了解到:外国人把中国称为"China",在英文中与瓷器是同一个单词。"青花瓷"又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴(CoO)。
她查阅元素周期表发现钴[读音:gǔ]元素符号为Co,在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。
【提出问题】
小倩同学产生疑问:为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢?
【寻求帮助】
(1)[咨询老师]得知:因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点(见图2),使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。
请你帮助小倩完成下列问题:
①钴元素在元素周期表中的原子序数为 ;一个钴原子比一个铁原子多一个 (填序号)。
A.中子 B.电子 C.质子 D.电子层
②铁原子与钴原子具有相同的 (填序号,下同)。元素的化学性质主要与原子的 有关,因此二者的化学性质相似。
A.核电荷数 B.核外电子数 C.电子层数 D.最外层电子数
③在化学反应中,金属钴和铁一样,也能与稀盐酸发生反应放出氢气,反应的化学方程式为 ;钴在氧气中燃烧生成Co 3O 4,化学方程式为 。
(2)[查阅资料]钴元素有着广泛的用途:钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快,钴酸锂(已知:化学式为LiCoO 2,锂元素化合价为+1)常用作手机电池的正极材料,其中钴元素的化合价为 。
【深入探讨】
[产生问题]既然钴与铁的单质具有相似的性质,那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质?
[设计并实验验证]
(1)根据所学知识,同学们已知下列反应可以进行,并进行实验:
FeO FeCl 2 Fe(OH) 2
观察记录实验现象:氧化亚铁为黑色固体;实验a中,随着稀盐酸的加入,黑色固体逐渐溶解,溶液呈现浅绿色;实验b中,加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀,静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最后变为红褐色。[查阅资料得知:原因是溶液中的Fe(OH) 2遇空气中的氧气生成Fe(OH) 3]
(2)同学们欲探究钴元素化合物的性质。设计并进行了如下实验:
CoO CoCl 2 Co(OH) 2
请你依据实验现象,完成下列问题:
Ⅰ.实验①中,取少量灰黑色的氧化钴放入试管中,加入稀盐酸,固体被溶解,溶液呈红色,写出反应的化学方程式 。另取一支试管加入少量氧化钴,滴入浓盐酸,固体被溶解,溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的 有关。
Ⅱ.实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为棕色,试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的 有关。
通过实验探究,同学们得出结论:铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。
矿物资源的综合利用,可以节约资源与能源.黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁(FeS 2),黄铁矿煅烧的化学方程式:4FeS 2+11O 2═2Fe 2O 3+8SO 2.产生的SO 2用于生产硫酸,矿渣(含有少量的硫元素)用于冶铁.
查阅资料:SO 2气体能使品红溶液褪色,能使澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为SO 2+Ca(OH) 2═CaSO 3↓+H 2O.
(1)FeS 2中硫元素的化合价为 .矿渣在炼铁高炉内反应产生的高炉气含CO、CO 2、SO 2等气体,其中 是形成酸雨的气体.
(2)某化学兴趣小组为检验高炉气中的CO、CO 2、SO 2,设计了如图所示装置(不考虑其他气体对该实验的影响).
①该装置不能检验出的气体是 .
②装置B的作用是 .
③装置E中发生反应的化学方程式为 .
④确认高炉气中含CO的依据是 (填小写字母).
a.装置C中澄清石灰水变浑浊 b.装置C中澄清石灰水不变浑浊
c.装置E中黑色粉末变成红色 d.装置F中澄清石灰水变浑浊
(3)请指出该装置存在的一处明显缺陷 .
试题篮
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