Question

13．氯化铬晶体（CrCl₃•6H₂O）是一种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠（Na₂CrO₄）来制备．实验室中以红矾钠（Na₂Cr₂O₇）为原料制备CrCl₃•6H₂O的流程如图1：

已知：①Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺；
②CrCl₃•6H₂O不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解．
（1）碱溶的目的是将红矾钠（或Cr₂O₇^2-）转化为铬酸钠（或CrO₄^2-），所加40%NaOH不宜过量太多的原因是避免还原时消耗过多盐酸．
（2）还原时先加入过量CH₃OH再加入10%HCl，生成CO₂，写出该反应的离子方程式10H⁺+2CrO₄^2-+CH₃OH=2Cr³⁺+7H₂O+CO₂↑．
（3）使用下列用品来测定溶液的pH，合理的是AB（填字母）．
A．pH计               B．pH试纸         C．酚酞溶液
（4）使用图2装置从滤液中分离出CH₃OH．
①图2中仪器A的名称为蒸馏烧瓶．
②在仪器A中加入沸石，再加入滤液，蒸馏，收集蒸馏出的CH₃OH循环使用．有的同学认为，该过程中需
要加入CaO，防止水随CH₃OH一起蒸出，你认为是否有必要并说明理由：没有必要，CH₃OH参与反应的体系中有水．
（5）请补充完整由过滤后得到的固体Cr（OH）₃制备CrCl₃•6H₂O的实验方案：将过滤后所得固体完全溶解于过量的盐酸中，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用乙醚洗涤固体2～3次，低温干燥，得到CrCl₃•6H₂O．（实验中可供选择的试剂：盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚）

Answer 1

分析 用40%NaOH将红矾钠（Na₂Cr₂O₇）转化为铬酸钠（Na₂CrO₄），再用CH₃OH将铬酸钠（Na₂CrO₄）还原为CrCl₃溶液，加20%NaOH使Cr³⁺沉淀为Cr（OH）₃，过滤，将过滤后所得固体用盐酸溶解，最后将CrCl₃的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，低温干燥，即得CrCl₃•6H₂O晶体．
（1）根据已知：①Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，碱溶的目的使平衡正向移动．所加40%NaOH不宜过量太多，因后需加更多的盐酸还原；
（2）还原时是CH₃OH与CrO₄^2-之间的反应，CH₃OH将铬酸钠（Na₂CrO₄）还原为CrCl₃溶液；
（3）测定溶液的pH可用pH计、pH试纸；
（4）①由装置图可知仪器名称；
②CH₃OH参与反应的体系是水溶液；
（5）抑制CrCl₃的水解，将过滤后所得固体用盐酸溶解、蒸发浓缩．减小CrCl₃•6H₂O晶体的溶解，用乙醚洗涤．

解答 解：（1）碱溶使Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺的平衡正向移动，将红矾钠（或Cr₂O₇^2-）转化为铬酸钠（或CrO₄^2-）；所加40%NaOH不宜过量太多，因后需加更多的盐酸还原，故答案为：将红矾钠（或Cr₂O₇^2-）转化为铬酸钠（或CrO₄^2-）；避免还原时消耗过多盐酸；
（2）CH₃OH将铬酸钠（Na₂CrO₄）还原为CrCl₃溶液，反应为10H⁺+2CrO₄^2-+CH₃OH=2Cr³⁺+7H₂O+CO₂↑，
故答案为：10H⁺+2CrO₄^2-+CH₃OH=2Cr³⁺+7H₂O+CO₂↑；
（3）测定溶液的pH可用pH计、pH试纸，故答案为：AB；
（4）①由装置图可知仪器名称为蒸馏烧瓶，故答案为：蒸馏烧瓶；
②CH₃OH参与反应的体系是水溶液，因此没有必要加入CaO，故答案为：没有必要，CH₃OH参与反应的体系中有水；
（5）过滤后所得Cr（OH）₃用过量的盐酸溶解，最后将CrCl₃的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，即得CrCl₃•6H₂O晶体，
故答案为：完全溶解于过量的盐酸中；蒸发浓缩；用乙醚洗涤固体2～3次．

点评 本题考查了CrCl₃•6H₂O的制取原理及除杂方法，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意合理分析题中信息，难度中等．