Question

氯化铬晶体是一种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠来制备。实验室中以红矾钠为原料制备的流程如下：

已知：①；

②不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解；

③甲醇，无色液体，有毒，沸点64.7，易燃。

请回答：

(1)碱溶的目的是________________。

(2)还原时先加入过量再加入10%HCl，生成，该反应的离子方程式为________________。

(3)用蒸馏法从滤液中分离出循环使用。

①下列有关蒸馏实验说法正确的是_________(填序号)。

A.蒸馏开始，应先加热再通冷凝水

B.通过蒸馏可除去液体中难挥发或不挥发的杂质

C.若温度计插入混合液中，则会收集到沸点偏高的杂质

D.当蒸馏沸点过高的成分时，应用空气冷凝

②实验设计用下图装置进行蒸馏，该装置中存在的错误有_________。

③在改正后的装置中，在仪器A中加入沸石，再加入滤液，蒸馏，收集蒸馏出的。有的同学认为，该过程中需要加入CaO，防止水随一起蒸出，你认为是否有必要并说明理由：_______。

(4)请补充完整由过滤后得到的固体制备的实验方案(可供选择的试剂：盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚)：将过滤后所得固体__________，__________，冷却结晶，过滤，__________，低温干燥，得到。

Answer

将红矾钠(或Cr2O72-)转化为铬酸钠(或CrO42-) 10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑ BD 用明火加热、锥形瓶体系封闭 没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水 完全溶解于过量的盐酸中 蒸发浓缩 用乙醚洗涤固体2～3次

【解析】

用40%NaOH将红矾钠(Na2Cr2O7)转化为铬酸钠(Na2CrO4)，再用CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3溶液，加20%NaOH使Cr3+沉淀为Cr(OH)3，过滤，将过滤后所得固体用盐酸溶解，最后将CrCl3的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，低温干燥，即得CrCl3•6H2O晶体。

(1)碱溶使Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+的平衡正向移动，将红矾钠(或Cr2O72-)转化为铬酸钠(或CrO42-)，但所加40%NaOH不宜过量太多，因后需加更多的盐酸还原，故答案为：将红矾钠(或Cr2O72-)转化为铬酸钠(或CrO42-)；
(2)CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3溶液，反应为10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑，故答案为：10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑；
(3)①A．实验开始时，为防止冷凝管破裂，应先接通冷凝水，再点燃酒精灯加热蒸馏烧瓶，故A错误；
B．CH3OH中难挥发或不挥发的杂质沸点高，CH3OH的沸点低，则利用蒸馏可以除去CH3OH等液体中难挥发或不挥发的杂质，故B正确；
C．分馏时测定馏分的温度，温度计插入蒸馏烧瓶的支管口处，故C错误；
D．水冷凝管温度较低，温差过大，冷凝管会炸裂，当蒸馏沸点过高的成分时，应用空气冷凝，故D正确；
故答案为：BD；
②甲醇沸点为64.7℃，易燃，需用水浴加热，不能用明火，锥形瓶体系封闭，不便于馏分收集，故答案为：用明火加热、锥形瓶体系封闭；
③CH3OH参与反应的体系是水溶液，因此没有必要加入CaO；故答案为：没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水；
(4)已知：CrCl3•6H2O不溶于乙醚，过滤后所得Cr(OH)3用过量的盐酸溶解，最后将CrCl3的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，即得CrCl3•6H2O晶体；故答案为：完全溶解于过量的盐酸中；蒸发浓缩；用乙醚洗涤固体2～3次。