Question

10．醋酸亞鉻水合物[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O（相對分子質量為376）是一種為紅棕色晶體，極易被氧氣氧化，微溶于乙醇，不溶于水和乙醚（易揮發(fā)的有機溶劑）．
實驗原理：
（1）用鋅將三價鉻還原為二價或將正六價鉻還原為二價鉻，再與醋酸鈉溶液作用制得[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O．寫出下列實驗中反應的離子方程式2Cr³⁺+Zn+4CH₃COO^-+2H₂O═Zn²⁺+[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O（用一個方程式表示）．
實驗裝置：如圖．    
實驗步驟：
①檢查裝置氣密性后，往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粒、適量CrCl₃溶液．
②關閉K₂打開K₁，旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速．
③待三頸燒瓶內的溶液由深綠色（Cr³⁺）變?yōu)榱了{色（Cr²⁺）時，把溶液轉移到裝置乙中，當出現(xiàn)大量紅棕色晶體時，關閉分液漏斗的旋塞．
④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥，稱量．
實驗問題與探究：
（2）儀器b的名稱是分液漏斗．導管a的作用是平衡壓強，有利于分液漏斗內的液體順利滴下、并導氣．
（3）實現(xiàn)步驟③中溶液自動轉移至裝置乙中的實驗操作為關閉K₁，打開K₂．
（4）裝置丙中導管口水封的目的是防止空氣進入裝置乙中氧化Cr²⁺．
（5）若使用該裝置制備Fe（OH）₂，且能較長時間看到Fe（OH）₂白色沉淀現(xiàn)象．則在乙裝置中應加入的試劑為NaOH（寫化學式）溶液．
（6）已知其它反應物足量，實驗時向甲中加50mL 1.2mol•L^-1的CrC1₃溶液；實驗后得干燥純凈的[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O晶體9.4g，則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為83.3%（不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物）．
（7）已知：常溫下K_a（CCl₃ COOH）=1.0×10^-1mo1•L^-1，K_a（CH₃COOH）=1.7×10^-5•mol•L^-1，請設計實驗證明三氯乙酸、乙酸的酸性強弱分別測定0.1 mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，證明三氯乙酸的酸性強于乙酸．

Answer 1

分析 工作原理是：先在裝置甲中制備出二價的鉻離子，在制備過程中，因為二價鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價．因此在裝置甲中，要放入足夠多的鋅粒，一是還原三價鉻，二是用來產(chǎn)生氫氣排除裝置內的空氣．反應開始前，應該先打開K₁讓氫氣充滿整個裝置，然后再關閉K₁，打開K₂，利用生成的氫氣將裝置甲中的二價鉻離子壓入裝置乙中，跟醋酸鈉反應生成醋酸亞鉻水合物，裝置丙的作用是：可以防止空氣進入裝置乙．
（1）用鋅將三價鉻還原為二價，再與醋酸鈉溶液作用制得[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O，配平書寫離子方程式；
（2）由儀器的結構特征，可知儀器b是分液漏斗；導管a平衡壓強，有利于分液漏斗內的液體順利滴下；
（3）關閉K₁，打開K₂，利用生成的氫氣將裝置甲中的二價鉻離子壓入裝置乙中；
（4）可以防止空氣進入裝置乙；
（5）甲中制備亞鐵鹽，并用氫氣排盡裝置內空氣，乙中盛放氫氧化鈉；
（6）根據(jù)Cr原子守恒計算[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 的理論產(chǎn)量，進而計算其產(chǎn)率；
（7）由電離平衡常數(shù)可知，三氯乙酸的酸性比乙酸的酸性強，可以測定相同濃度的pH驗證．

解答 解：工作原理是：先在裝置甲中制備出二價的鉻離子，在制備過程中，因為二價鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價．因此在裝置甲中，要放入足夠多的鋅粒，一是還原三價鉻，二是用來產(chǎn)生氫氣排除裝置內的空氣．反應開始前，應該先打開K₁讓氫氣充滿整個裝置，然后再關閉K₁，打開K₂，利用生成的氫氣將裝置甲中的二價鉻離子壓入裝置乙中，跟醋酸鈉反應生成醋酸亞鉻水合物，裝置丙的作用是：可以防止空氣進入裝置乙．
（1）用鋅將三價鉻還原為二價，再與醋酸鈉溶液作用制得[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O，反應離子方程式為：2Cr³⁺+Zn+4CH₃COO^-+2H₂O═Zn²⁺+[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O，
故答案為：2Cr³⁺+Zn+4CH₃COO^-+2H₂O═Zn²⁺+[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O；
（2）由儀器的結構特征，可知儀器b是分液漏斗；導管a平衡壓強，有利于分液漏斗內的液體順利滴下、并導氣，
故答案為：分液漏斗；平衡壓強，有利于分液漏斗內的液體順利滴下、并導氣；
（3）關閉K₁，打開K₂，利用生成的氫氣將裝置甲中的二價鉻離子壓入裝置乙中，
故答案為：關閉K₁，打開K₂；
（4）裝置丙中導管口水封，可以防止空氣進入裝置乙中氧化Cr²⁺，
故答案為：防止空氣進入裝置乙中氧化Cr²⁺；
（5）甲中制備亞鐵鹽，并用氫氣排盡裝置內空氣，再將亞鐵鹽壓入乙中反應生成氫氧化亞鐵，乙中盛放氫氧化鈉溶液，
故答案為：NaOH；
（6）根據(jù)Cr原子守恒，[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O的質量為0.05L×1.2mol/L×$\frac{1}{2}$×376g/mol=11.28g，所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為$\frac{9.4g}{11.28g}$=33.3%，
故答案為：83.3%；
（7）由電離平衡常數(shù)可知，三氯乙酸的酸性比乙酸的酸性強，證明三氯乙酸、乙酸的酸性強弱的實驗方案為：分別測定0.1 mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，證明三氯乙酸的酸性強于乙酸，
故答案為：分別測定0.1 mol•L^-1兩種酸溶液的pH，三氯乙酸的pH較小，證明三氯乙酸的酸性強于乙酸．

點評 本題考查了物質制備實驗，涉及化學儀器識別、對操作與裝置的分析評價、實驗方案設計等，關鍵是明確反應原理與各裝置作用，注意對題目信息的應用，難度中等．