Question

17．二價鉻不穩(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、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）裝置4的主要作用是防止空氣進(jìn)入裝置3．
（4）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)閥門A打開、閥門B關(guān)閉 （填“打開”或“關(guān)閉”）．
（5）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CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應(yīng)．
（6）已知其它反應(yīng)物足量，實(shí)驗(yàn)時取用的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，請列式計算該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率．
（7）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 工作原理是：先在裝置中制備出二價的鉻離子，在制備過程中，因?yàn)槎�價鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價．因此在裝置2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(nèi)的空氣．反應(yīng)開始前，應(yīng)該先打開A讓氫氣充滿整個裝置，然后再關(guān)閉A，打開B，利用生成的氫氣將裝置2中的二價鉻離子壓入裝置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．
（1）依據(jù)裝置圖形狀和作用分析，儀器1為分液漏斗，盛裝稀鹽酸、CrCl₃溶液；
（2）配制用的蒸餾水都需事先煮沸，防止氧氣氧化Cr²⁺；
（3）裝置4是保持裝置壓強(qiáng)平衡，同時避免空氣進(jìn)入；
（4）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)；
（5）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；
（6）依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計算分析，產(chǎn)率=$\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}$×100%；
（7）1中盛放硫酸，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．

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，制備出二價的鉻離子，分液漏斗盛裝的CrCl₃溶液，鋅粒還原三價鉻，2CrCl₃（aq）+Zn（s）═2CrCl₂（aq）+ZnCl₂（aq），
故答案為：分液漏斗；鹽酸、CrCl₃溶液；
（2）由于二價鉻不穩(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）二價鉻不穩(wěn)定，極易被氧氣氧化，裝置4的主要作用是防止空氣進(jìn)入裝置3，
故答案為：防止空氣進(jìn)入裝置3；
（4）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；
（5）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CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應(yīng)；
（6）實(shí)驗(yàn)時取用的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%；
（7）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 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)計方法和物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，主要是實(shí)驗(yàn)原理的分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，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．