Question

醋酸亚铬水合物{[Cr(CH₃COO)₂]₂·2H₂O，相对分子质量为376｝是一种深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示，且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下：

Zn（s）+ 2HCl（aq）= ZnCl₂（aq）+ H₂（g）

2CrCl₃（aq）+ Zn(s) = 2CrCl₂（aq）+ ZnCl₂（aq）

2Cr²⁺（aq）+ 4CH₃COO^－（aq）+ 2H₂O（l）＝[Cr(CH₃COO)₂]₂·2H₂O（s）

请回答下列问题：

（1）仪器1的名称是             。

（2）往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是         （选下面的A、B或C）；目的是       。

A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入

B.先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸

C.先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液K

（3）为使生成的CrCl₂溶液与CH₃COONa溶液顺利混合，应关闭阀门            （填“A”或“B”，下同），打开阀门                   。

（4）本实验中锌粒要过量，其原因除了让产生的H₂将CrCl₂溶液压入装置3与CH₃COONa溶液反应外，另一个作用是                  。

（5）已知其它反应物足量，实验时取用的CrCl₃溶液中含溶质9.51g，取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L；实验后得干燥纯净的[Cr(CH₃COO)₂]₂·2H₂O 9.4g，则该实验所得产品的产率为                （不考虑溶解的醋酸亚铬水合物）。

（6）铬的离子会污染水，常温下要除去上述实验中多余的Cr²⁺，最好往废液中通入足量的          ，再加入碱液，调节pH至少为              才能使铬的离子沉淀完全（铬的离子浓度应小于10^-5mol/L）。【已知Cr(OH)₃的溶度积为6.3×10^-31 ，≈4，lg2≈0.3】

Answer

（1）分液漏斗（2）C产生氢气排除装置内的空气（3）B A（4）与CrCl3充分反应得到CrCl2（5）83%（6）空气或氧气 5.6

【解析】

试题分析：（1）仪器1的名称是分液漏斗。（2）先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液，产生氢气排除装置内的空气。（3）反应开始前，应该先打开B让氢气充满整个装置，然后再关闭B，打开A，让装置2中的二价铬离子进入装置3，跟醋酸钠反应生成醋酸亚铬水合物。（4）本实验中锌粒须过量，其原因是：①产生足够的H2；②与CrCl3充分反应得到CrCl2 。（5）实验时取用的CrCl3溶液中含溶质6.34g，理论上得到[Cr（CH3COO）2]2·2H2O 的质量=11.32g，该实验所得产品的产率=83%。（6）往废液中通入足量的氧气，把Cr2+氧化为Cr3+，再加入碱液，转化Cr(OH)3除去，根据Ksp（Cr(OH)3）=c（Cr3+）c（OH-）3=10-5mol/L×c（OH-）3=6.3×10-31，解得pH=5.6。

【考点定位】实验方案设计

【名师点睛】本题考查了物质制备实验装置分析判断，实验设计方法和物质性质的理解应用，主要是实验原理的分析应用，考查学生的基本化学知识、基本实验技能、化学学科素养，题目难度中等。