Question

15．醋酸亚铬水合物{[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O，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]₂•2H₂O（s）
请回答下列问题：
（1）仪器1的名称是分液漏斗，如何检查装置3的气密性关闭阀门A、B把4中导管插入水面下，微热装置3看导管口有持续气泡产生，停止加热后有形成一段液柱，则气密性好，若无则气密性不好．
（2）往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是C（选下面的A、B或C）；目的是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．
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B（填“A”或“B”，下同），打开阀门A．
（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，另一个作用是使锌与CrCl₃充分反应得到CrCl₂．
（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1.5L  0.1mol/L；实验后得干燥纯净的[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 9.4g，则该实验所得产品的产率为83.3%（不考虑溶解的醋酸亚铬水合物）．

Answer 1

分析 （1）根据仪器结构特征，可知仪器1为分液漏斗，采用热胀冷缩导致压强的变化产生气泡和水柱的方法检查装置的气密性；
（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，把装置2和3中的空气赶出；
（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；
（4）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，根据CrCl₂计算[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 的理论产量，进而计算其产率．

解答 解：（1）根据仪器结构特征，可知仪器1为分液漏斗，检查装置的气密性的方法是关闭阀门A、B，把4中导管插入水面下，微热装置3看导管口有持续气泡产生，停止加热后有形成一段液柱，则气密性好，若无则气密性不好，
故答案为：分液漏斗；关闭阀门A、B把4中导管插入水面下，微热装置3看导管口有持续气泡产生，停止加热后有形成一段液柱，则气密性好，若无则气密性不好；
（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：使锌与CrCl₃充分反应得到CrCl₂；
（5）CrCl₃为$\frac{9.51g}{158.5g/mol}$=0.06mol，得到CrCl₂为0.06mol，而CH₃COONa为1.5mol，由方程式2Cr²⁺（aq）+4CH₃COO^-（aq）+2H₂O（l）═[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O（s）可知CH₃COONa足量，则得到[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O为0.06mol×$\frac{1}{2}$×376g/mol=11.28g，
所得产品的产率为：$\frac{9.4g}{11.28g}$×100%=83.3%，
故答案为：83.3%．

点评 本题考查物质制备实验方案的设计，题目难度中等，涉及化学仪器识别、对操作的分析评价、产率计算等有关计算、对信息的获取与运用等，注意对题目信息的应用，有利于培养学生分析、理解能力及化学实验能力．