1. (2021·文登模拟) 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. （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（见如图），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Co₃O₄ ， 化学方程式为。

3. （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LiCoO₂ ， 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。
5. （3） （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）根据所学知识，同学们已知下列反应可以进行，并进行实验：

   

   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）

   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：

   

   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。