Question

10．某化學(xué)興趣小組用下圖實驗裝置進(jìn)行醋酸亞鉻的制備研究．已知：醋酸亞鉻（其中鉻元素為二價）是紅棕色晶體，不溶于水，在潮濕時，Cr²⁺極易被氧化成 Cr³⁺．（備注：Cr²⁺在溶液中為藍(lán)色）．
實驗步驟 
①將100mL 蒸餾水加熱煮沸10min后，隔絕空氣冷卻制備無氧水，配制實驗所需溶液．
②如圖連接好儀器，檢查裝置氣密性．
③在A中放入1.47g K₂Cr₂O₇ 粉末、7.50g 鋅絲（過量），錐形瓶中放冷的醋酸鈉溶液，250mL燒杯中放蒸餾水．塞緊瓶塞，A內(nèi)的導(dǎo)管要伸到瓶底．向裝置中通入一段時間N₂．
④在恒壓滴液漏斗中放入35.00mL 8.00mol/L鹽酸，夾緊彈簧夾1，打開彈簧夾2，向A內(nèi)滴加鹽酸，控制滴加速度使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行．
⑤待反應(yīng)結(jié)束后，將A中的液體轉(zhuǎn)移到錐形瓶中，可見錐形瓶內(nèi)有紅棕色晶體析出．
⑥過濾、洗滌和干燥，獲得醋酸亞鉻晶體．
問題討論
（1）上圖裝置中，A 儀器的名稱為三頸燒瓶．
（2）對比分液漏斗，恒壓滴液漏斗顯著的優(yōu)點①平衡氣壓或平衡壓強(qiáng)；②更好地控制溶液滴入的速率．
（3）實驗步驟④滴入鹽酸后，裝置A的溶液中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cr₂O₇^2-+3Zn+14H⁺?2Cr³⁺+3Zn²⁺+7H₂O；
反應(yīng)完成的標(biāo)志是溶液變?yōu)樗{(lán)色．
（4）實驗中最困難的步驟是晶體的過濾和洗滌．洗滌產(chǎn)品時，最好選用以下試劑中的b．
（填字母序號）
a．水      b．無水乙醇      c．稀鹽酸       d．氯化鈉溶液
（5）最后獲得的無水醋酸亞鉻產(chǎn)品質(zhì)量為 1.38g，則產(chǎn)品的產(chǎn)率為81.18%．
（6）金屬錫（Sn）是第ⅣA的元素，通過下列方法可以測定金屬錫樣品的純度：
①將試樣溶于鹽酸中，再加入過量的FeCl₃溶液，寫出發(fā)生第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為
SnCl₂+2FeCl₃=SnCl₄+2FeCl₂；
②用已知濃度的K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺．現(xiàn)有金屬錫樣品w g，經(jīng)上述各步反應(yīng)后，用K₂Cr₂O₇溶液滴定，K₂Cr₂O₇應(yīng)放在酸式（填“酸式”或“堿式”）滴定管中，共用去c mol/L的K₂Cr₂O₇溶液v mL（錫的相對原子質(zhì)量用M表示）．求樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3.0×1{0}^{-3}CVM}{ω}×100%$
（假定雜質(zhì)不參加反應(yīng)）．
（7）若用KOH滴定某溶液，之前排氣泡時，應(yīng)選擇題中圖③（填序號）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器的特征和用途分析；
（2）恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，使鹽酸順利滴下；
（3）從質(zhì)量守恒、電荷守恒和電子守恒的角度配平方程式；Cr²⁺在溶液中為藍(lán)色，據(jù)此確定反應(yīng)完成的標(biāo)志；
（4）洗滌產(chǎn)品最好選用有機(jī)溶劑易揮發(fā)易干燥，且溶解度小；
（5）根據(jù)鉻守恒計算出1.47g K₂Cr₂O₇ 粉末的理論產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)合產(chǎn)率=$\frac{實際質(zhì)量}{理論質(zhì)量}$×100%計算；
（6）①錫與鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑；SnCl₂與氯化鐵反應(yīng)生成SnCl₄和FeCl₂；
②K₂Cr₂O₇溶液具有強(qiáng)氧化性，可氧化腐蝕橡膠，滴定時發(fā)生反應(yīng)：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2 Cr³⁺+7 H₂O，根據(jù)方程式可得關(guān)系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，根據(jù)n=cV計算反應(yīng)中消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量，根據(jù)關(guān)系式計算n（Sn），再根據(jù)m=nM計算m（Sn），利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算試樣中Sn的百分含量．
（7）依據(jù)堿式滴定管的使用方法分析判斷，滴定前發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處有少量氣泡，排出氣泡的正確操作是③．

解答 解：（1）上圖裝置中，A儀器有三個口，可以同時加入多種反應(yīng)物，且連接冷凝管，為三頸燒瓶，
故答案為：三頸燒瓶；
（2）①和普通分液漏斗相比，恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下，
故答案為：平衡氣壓或平衡壓強(qiáng)；
（3）鋅和重鉻酸根離子反應(yīng)，反應(yīng)中Cr元素化合價由+6價降低到+3價，Zn元素化合價由0價升高到+2價，則最小公倍數(shù)為6，由電子守恒和原子守恒、電荷守恒可知配平后的離子方程式為Cr₂O₇^2-+3Zn+14H⁺?2Cr³⁺+3Zn²⁺+7H₂O，反應(yīng)完成的標(biāo)志是溶液變?yōu)樗{(lán)色，
故答案為：Cr₂O₇^2-+3Zn+14H⁺?2Cr³⁺+3Zn²⁺+7H₂O；溶液變?yōu)樗{(lán)色；
（4）洗滌產(chǎn)品時，最好選用無水乙醇，減小產(chǎn)品的損耗，同時因乙醇易揮發(fā)，易于干燥，
故答案為：b；
（5）1.47g K₂Cr₂O₇ 粉末的物質(zhì)的量為$\frac{1.49g}{294g/mol}$=0.005mol，根據(jù)鉻守恒，理論生成無水醋酸亞鉻（Cr（CH₃COO）₂）產(chǎn)品質(zhì)量為0.005mol×2×170g/mol=1.7g，最后獲得的無水醋酸亞鉻產(chǎn)品質(zhì)量為 1.38g，則產(chǎn)品的產(chǎn)率為$\frac{1.38g}{1.7g}$×100%≈81.18%，
故答案為：81.18；
（6）①錫與鹽酸發(fā)生反應(yīng)：Sn+2HCl═SnCl₂+H₂↑，加入過量的FeCl₃溶液，發(fā)生的反應(yīng)為：SnCl₂+2FeCl₃═SnCl₄+2FeCl₂，
故答案為：SnCl₂+2FeCl₃=SnCl₄+2FeCl₂；
②K₂Cr₂O₇溶液具有強(qiáng)氧化性，可氧化腐蝕橡膠，則K₂Cr₂O₇溶液應(yīng)裝在酸式滴定管中，滴定時發(fā)生反應(yīng)：6 Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14 H⁺═6 Fe³⁺+2 Cr³⁺+7 H₂O，根據(jù)方程式可得關(guān)系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，反應(yīng)中消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量為Cmol/L×V×10^-3L，故n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×Cmol/L×V×10^-3L=3CV×10^-3mol，
Sn的質(zhì)量為：3CV×10^-3mol×Mg/mol=3×10^-3CVMg，樣品中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{3.0×1{0}^{-3}CVM}{ω}×100%$，
故答案為：酸式； $\frac{3.0×1{0}^{-3}CVM}{ω}×100%$；
（7）用KOH滴定某溶液，滴定選擇堿式滴定管，圖2中①、②都為酸式滴定管，滴定前發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處有少量氣泡，排出氣泡的正確操作是將橡皮管稍向上彎曲，擠壓玻璃球，氣泡可被流水?dāng)D出，即選③，
故答案為：③．

點評 本題主要考查醋酸亞鉻的制取、氧化還原、滴定計算等知識點，題目難度中等，為高考的高頻題，試題綜合性較強(qiáng)，知識點較全面，正確理解制備原理為解答關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實驗?zāi)芰Γ?/p>