题目内容
【题目】化合物M{ [(CH3COO)2Cr]2·2H2O，相对分子质量为376}不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氧化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备该化合物，其装置如图所示，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__________（填序号）；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溶液与醋酸钠溶液顺利混合，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与醋酸钠溶液反应外，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]22H2O 9.024g，则该实验所得产品的产率为__________（不考虑溶解的M）。
（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】分液漏斗 C 让锌粒先与盐酸反应产生氢气，H2将装置2和装置3中的空气排出，防止生成的Cr2+被氧化 B A 过量的Zn将Cr3+充分还原为Cr2+ 80.0% 或0.80 空气或氧气 5.6
【解析】
本题考查物质制备实验方案的设计。
（1）根据仪器结构特征，判断仪器1的名称。
（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，使装置内气体压强增大，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0.15mol，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。
（6）二价铬不易除去，可将其氧化方便除去；依据Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3+）×c3（OH-）以及KW=c（H+）×c（OH-）计算pH即可。
（1）由图可知，仪器1的名称是分液漏斗。
（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，将装置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，故选C。
（3）为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭阀门B，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）CrCl3的物质的量为：
=0.06mol，得到CrCl2为0.06mol，而CH3COONa为0.15mol，由方程式可知CH3COONa足量，则得到[Cr(CH3COO)2]2·2H2O为0.06mol×
×376g/mol=11.28g，所得产品的产率为：
×100%=80.0%。
（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-）=4×10-9mol/L，溶液pH=-lgc（H+）=
=5.6。
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