(2024湖北)18、學(xué)習(xí)小組為探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相關(guān)性質(zhì)，室溫下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)Ⅰ~Ⅳ。已知:[Co(H2O)6]2+為粉紅色、[Co(H2O)6]3+為藍(lán)色、[Co(CO3)2]2-為紅色、[Co(CO3)3]3-為墨綠色。回答下列問題:（1）略實(shí)驗(yàn)Ⅰ實(shí)驗(yàn)Ⅱ?qū)嶒?yàn)Ⅲ無明顯變化溶液變?yōu)榧t色，伴有氣泡產(chǎn)生溶液變?yōu)槟G色，并持續(xù)產(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)燃的氣體（2）實(shí)驗(yàn)Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。實(shí)驗(yàn)Ⅱ中HCO3-大大過量的原因是。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解，寫出H2O2在實(shí)驗(yàn)Ⅲ中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式、。

（3）實(shí)驗(yàn)Ⅰ表明，反應(yīng)2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+?2[Co(H2O)6]3++2H2O難以正向進(jìn)行，利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理，分析Co3+、Co2+分別與CO32-配位后，正向反應(yīng)能夠進(jìn)行的原因

。

實(shí)驗(yàn)Ⅳ（4）實(shí)驗(yàn)Ⅳ中，A到B溶液變?yōu)樗{(lán)色，并產(chǎn)生氣體；B到C溶液變?yōu)榉奂t色，并產(chǎn)生氣體。從A到C所產(chǎn)生的氣體的分子式分別為、。

本題需要較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析能力、無機(jī)化學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用能力、化學(xué)平衡的理解能力。1、先分析四個(gè)實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)I

現(xiàn)象為：無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。溶液在滴加雙氧水之前，呈粉紅色，存在大量[Co(H2O)6]2+。無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，一是指溶液沒變?yōu)樗{(lán)色，也就是[Co(H2O)6]2+沒被雙氧水氧化為[Co(H2O)6]3+。二是指沒有氣泡出現(xiàn)，也就是[Co(H2O)6]2+對(duì)雙氧水的分解沒有催化作用。（2）實(shí)驗(yàn)II

現(xiàn)象為：溶液變?yōu)榧t色，伴有氣泡產(chǎn)生。此實(shí)驗(yàn)說明將CoSO4溶液滴入高濃度的CsHCO3溶液中后，[Co(H2O)6]2+遇CO32-轉(zhuǎn)化為[Co(CO3)2]2-，2HCO3-?CO32-+H2CO3，CO32-不斷被結(jié)合，平衡正向移動(dòng)。同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量H2CO3，分解為CO2。離子方程式為4HCO3-+[Co(H2O)6]2+=[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+8H2O。（3）實(shí)驗(yàn)III

現(xiàn)象為：溶液變?yōu)槟G色，并持續(xù)產(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)燃的氣體。溶液變?yōu)槟G色，說明有[Co(CO3)3]3-產(chǎn)生。[Co(H2O)6]2+同時(shí)發(fā)生了被雙氧水氧化和轉(zhuǎn)化為[Co(CO3)3]3-的反應(yīng)。2[Co(H2O)6]2++10HCO3-+H2O2=2[Co(CO3)3]3-+18H2O+4CO2↑持續(xù)產(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)燃的氣體，說明[Co(CO3)3]3-對(duì)雙氧水的分解有催化作用。（4）實(shí)驗(yàn)IV

現(xiàn)象為：A到B溶液變?yōu)樗{(lán)色，并產(chǎn)生氣體；B到C溶液變?yōu)榉奂t色，并產(chǎn)生氣體。A到B溶液變?yōu)樗{(lán)色，并產(chǎn)生氣體是因?yàn)閇Co(CO3)3]3-+6H2O?[Co(H2O)6]3++3CO32-，H+破壞了CO32-，使平衡正向移動(dòng)，[Co(CO3)3]3-轉(zhuǎn)化為[Co(H2O)6]3+，并且產(chǎn)生CO2。B到C溶液變?yōu)榉奂t色，并產(chǎn)生氣體是因?yàn)閇Co(H2O)6]3+轉(zhuǎn)變?yōu)閇Co(H2O)6]2+，Co元素的化合價(jià)在降低，而在此溶液中，化學(xué)價(jià)能升高的，只有O元素，所以生成的氣體為O2。4[Co(H2O)6]3++2H2O=4[Co(H2O)6]2++O2↑+4H+2、對(duì)部分填空的分析（1）實(shí)驗(yàn)中HCO3-大大過量的原因?yàn)楸ＷC[Co(H2O)6]2+轉(zhuǎn)化為[Co(CO3)2]2-，提供更多的CO32-，這個(gè)答案容易答出。同時(shí)防止生成CoCO3沉淀，這個(gè)答案不容易答出。第二個(gè)答案需要模仿CuSO4溶液中加入少量的氨水與加入大量氨水的區(qū)別。（2）H2O2在實(shí)驗(yàn)Ⅲ中發(fā)生的第一個(gè)離子反應(yīng)這個(gè)離子反應(yīng)包括氧化還原部分和復(fù)分解部分，屬于較大難度的離子方程式書寫。6HCO3-=6H++6CO32-2[Co(H2O)6]2++2H++H2O2=2Co3++14H2O2Co3++6CO32-=2[Co(CO3)3]3-4H++4HCO3-=4H2O+4CO2↑綜合起來得到：2[Co(H2O)6]2++10HCO3-+H2O2=2[Co(CO3)3]3-+18H2O+4CO2↑（3）分析Co3+、Co2+分別與CO32-配位后，正向反應(yīng)能夠進(jìn)行的原因（此空難度很大）如果2Co2++H2O2+2H+?2Co3++2H2O（反應(yīng)X）能正常進(jìn)行到一定限度達(dá)到平衡，那么2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+?2[Co(H2O)6]3++2H2O（反應(yīng)Y）難以正向進(jìn)行的原因是Co2+形成[Co(H2O)6]2+比Co3+形成[Co(H2O)6]3+要容易的多，導(dǎo)致Co2+比Co3+的濃度低很多，反應(yīng)X逆向移動(dòng)，反應(yīng)Y就難以正向進(jìn)行。而反應(yīng)II告訴我們，在高濃度的CsHCO3溶液中，[Co(H2O)6]2+會(huì)轉(zhuǎn)化為[Co(CO3)2]2-。反應(yīng)III告訴我們，在高濃度的CsHCO3溶液中，[Co(H2O)6]3+會(huì)轉(zhuǎn)化為[Co(CO3)3]3-。如果在高濃度的CsHCO3溶液中，Co3+形成[Co(CO3)3]3-比Co2+形成[Co(CO3)2]2-要容易的多，導(dǎo)致Co3+比Co2+的濃度低很多，反應(yīng)X正向移動(dòng)，2[Co(CO3)2]2-+HCO3-+H2O2+H+?2[Co(CO3)3]3-+2H2O（反應(yīng)Z）正向反應(yīng)就會(huì)容易得多。（當(dāng)然，理解為[Co(H2O)6]3+形成[Co(CO3)3]3-比[Co(H2O)6]2+形成[Co(CO3)2]2-