Question

5．二價(jià)鉻不穩(wěn)定，極易被氧氣氧化．醋酸亞鉻水合物{[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O，相對(duì)分子質(zhì)量為376}是一種深紅色晶體，不溶于冷水和醚，易溶于鹽酸，是常用的氧氣吸收劑．實(shí)驗(yàn)室中以鋅粒、CrCl₃溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示：
制備過程中發(fā)生的反應(yīng)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）
請(qǐng)回答下列問題：
（1）儀器1的名稱是分液漏斗，所盛裝的試劑是鹽酸與CrCl₃溶液．
（2）本實(shí)驗(yàn)中所用的溶液，配制用的蒸餾水都需事先煮沸，原因是去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化
（3）實(shí)驗(yàn)開始生成H₂氣后，為使生成的CrCl₂溶液與CH₃COONa溶液順利混合，應(yīng)打開閥門A、關(guān)閉閥門B （填“打開”或“關(guān)閉”）．
（4）本實(shí)驗(yàn)中鋅粒須過量，其原因是與CrCl₃充分反應(yīng)得到CrCl₂ ，產(chǎn)生足量的H₂，（將裝置中的空氣排盡）將CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應(yīng)（混合）．
（5）已知其它反應(yīng)物足量，實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的CrCl₃溶液中含溶質(zhì)6.34g，實(shí)驗(yàn)后得干燥純凈的[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 5.64g，請(qǐng)計(jì)算該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率75%．
（6）若使用該裝置制備Fe（OH）₂，且能較長時(shí)間看到Fe（OH）₂白色沉淀現(xiàn)象．則在1、2、3中應(yīng)裝入的試劑依次為H₂SO₄、Fe、NaOH．（寫化學(xué)式）

Answer 1

分析 先在裝置中制備出二價(jià)的鉻離子，在制備過程中，因?yàn)槎�價(jià)鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)．因此在裝置2中，要放入足夠多的鋅粒，一是還原三價(jià)鉻，二是用來產(chǎn)生氫氣排除裝置內(nèi)的空氣．反應(yīng)開始前，應(yīng)該先打開A讓氫氣充滿整個(gè)裝置，然后再關(guān)閉B，打開A，利用生成的氫氣將裝置2中的二價(jià)鉻離子壓入裝置3中，跟醋酸鈉反應(yīng)生成醋酸亞鉻水合物，裝置4的作用是：可以防止空氣進(jìn)入裝置3，以此解答該題．

解答 解：（1）根據(jù)儀器1的構(gòu)造可知其名稱為分液漏斗，盛裝的稀鹽酸與鋅反應(yīng)生成氫氣，用來增大壓強(qiáng)把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3中，制備出二價(jià)的鉻離子，分液漏斗盛裝的CrCl₃溶液，鋅粒還原三價(jià)鉻，2CrCl₃（aq）+Zn（s）═2CrCl₂（aq）+ZnCl₂（aq），
故答案為：分液漏斗；鹽酸與CrCl₃溶液；
（2）由于二價(jià)鉻不穩(wěn)定，極易被氧氣氧化，需要將配制用的蒸餾水事先煮沸，去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化，
故答案為：去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化；
（3）實(shí)驗(yàn)開始生成H₂氣后，為使生成的CrCl₂溶液與CH₃COONa溶液順利混合，打開A關(guān)閉B，把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3中反應(yīng)，
故答案為：打開；關(guān)閉；
（4）鋅的作用是和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，增大儀器中的壓強(qiáng)把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3，與CrCl₃充分反應(yīng)得到CrCl₂，
故答案為：與CrCl₃充分反應(yīng)得到CrCl₂；產(chǎn)生足量的H₂，（將裝置中的空氣排盡）將CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應(yīng)（混合）；
（5）實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的CrCl₃溶液中含溶質(zhì)6.34g，
理論上得到[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 的質(zhì)量為：$\frac{6.34g}{158.5g/mol}$×$\frac{1}{2}$×376g/mol=7.52g，
則該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為：$\frac{5.64g}{7.52g}$×100%=75%，
故答案為：75%；
（6）要在該裝置中得到Fe（OH）₂白色絮狀沉淀，應(yīng)該關(guān)閉止水夾，反應(yīng)生成的硫酸亞鐵能夠進(jìn)入氫氧化鈉溶液中，并且能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化亞鐵，同時(shí)把導(dǎo)管中的空氣排入4中，并且通過出氣口排出，使氫氧化亞鐵不能與氧氣充分接觸，從而達(dá)到防止被氧化的目的，所以1中盛放硫酸，在2中放固體鐵制備亞鐵鹽，并用氫氣排盡裝置內(nèi)空氣，3中盛放氫氧化鈉，氫氧化鈉和硫酸亞鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+FeS0₄=Na₂S0₄+Fe（OH）₂↓．
故答案為：H₂SO₄；Fe；NaOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)裝置分析判斷，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，為高考常見題型，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力，題目主要是實(shí)驗(yàn)原理的分析應(yīng)用，題目難度中等，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理為解答關(guān)鍵．