题目内容
【题目】醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]22H2O,相对分子质量为376}是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂.实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物,其装置如右图所示,且仪器2中预先加入锌粒.已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应.制备过程中发生的相关反应如下:
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]22H2O(s)
请回答下列问题:
(1)仪器1的名称是_____________。
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是_____________(选下面的A、B或C);目的是_____________。
A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入
B.先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸
C.先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,应关闭阀门_____________(填“A”或“B”,下同),打开阀门_____________。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外,另一个作用是_____________。
(5)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L;实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]22H2O9.4g,则该实验所得产品的产率为_____________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。
(6)铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+,最好往废液中通入足量的_____________,再加入碱液,调节pH至少为_____________才能使铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10-5mol/L).已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31,≈4,lg2≈0.3
【答案】(1)分液漏斗;(2)C;让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置2和3中的空气赶出,避免生成的亚铬离子被氧化;(3)B;A;(4)过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2;
(5)83.3%;(6)空气或氧气;5.6
【解析】
试题分析:(1)根据仪器结构特征,可知仪器1为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)二价铬不稳定,极易被氧气氧化,让锌粒与盐酸先反应产生H2,让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置2和3中的空气赶出,避免生成的亚铬离子被氧化,故先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液,故答案为:C;让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置2和3中的空气赶出,避免生成的亚铬离子被氧化;
(3)利用生成氢气,使装置内气体增大,将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液顺利混合,应关闭阀门B,打开阀门A,故答案为:B;A;
(4)锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外,另一个作用是:过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2,故答案为:过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2;
(5)CrCl3为=0.06mol,得到CrCl2为0.06mol,而CH3COONa为1.5mol,由方程式可知CH3COONa足量,则得到[Cr(CH3COO)2]22H2O为0.06mol××376g/mol=11.28g,所得产品的产率为×100%=83.3%,故答案为:83.3%;
(6)向废液中通入足量的空气或氧气,将Cr2+氧化为Cr3+,铬的离子沉淀完全时,浓度应小于10-5mol/L,根据Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=6.3×10-31,此时溶液中c(OH-)=4×10-9,溶液pH=-lgc(H+)=-lg=5.6,故答案为:空气或氧气;5.6。