Question

9．醋酸亞鉻水合物{[Cr（CH₃COO₂）]₂•2H₂O，深紅色晶體}易被氧氣氧化，是一種氧氣吸收劑，通常以二聚體分子的形式存在，不溶于水，易溶于鹽酸．實驗室制備醋酸亞鉻水合物的裝置如圖所示．
該實驗涉及反應的離子方程式如下：
Zn+2H⁺═Zn²⁺+H₂↑
Zn+ZCr³⁺═2Cr²⁺+Zn²⁺
2Cr²⁺+4CH₃COO^-+2H₂O═[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂0↓
（1）儀器1的名稱為分液漏斗，該儀器在使用前應進行的操作是檢漏
（2）裝置M的作用是避免空氣進入裝置3
（3）本實驗中所有配制溶液的水事先要進行的處理操作是煮沸
（4）本實驗中鋅粒須過量，其原因是要產生足量的氫氣和與CrCl₃充分反應得到CrCl₂反應體系中產生的氫氣的作用為：
①增大體系壓強，將CrCl₂溶液壓入CH₃COONa溶液中；
②隔絕空氣，使體系保持還原性氣氛
將生成的CrCl₂溶液與CH₃COONa溶液混合的操作是打開（填“打開”或“關閉”，下同）閥門A、關閉閥門B
（5）已知其他反應物足量，實驗時取用的CrCl₃溶液中含溶質9.51g，實驗后得干燥純凈的[Cr（CH₃COO）₂]₂
•2H₂O8.46 g，則該實驗所得產品的產率為75%．

Answer 1

分析 （1）儀器1的名稱為分液漏斗，使用前必須檢驗氣密性；
（2）根據本實驗的原理可知，先用鋅與鹽酸反應生成氫氣排除裝置中的空氣，再利用氫氣把壓入醋酸鈉溶液中生成醋酸亞鉻水合物，據此判斷，裝置M是保持裝置壓強平衡，同時避免空氣進入；
（3）配制用的蒸餾水都需事先煮沸，防止氧氣氧化Cr²⁺；
（4）過量的鋅與CrCl₃充分反應得到CrCl₂，實驗開始生成H₂氣后，為使生成的CrCl₂溶液與CH₃COONa溶液順利混合，打開A關閉B，把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3中反應；
（5）CrCl₃為0.06mol，得到CrCl₂為0.06mol，由方程式可知CH₃COONa足量，根據CrCl₂計算[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 的理論產量，進而計算其產率．

解答 解：（1）儀器1的名稱為分液漏斗，使用前必須檢驗氣密性，
故答案為：分液漏斗；檢漏；
（2）根據本實驗的原理可知，先用鋅與鹽酸反應生成氫氣排除裝置中的空氣，再利用氫氣把壓入醋酸鈉溶液中生成醋酸亞鉻水合物，所以醋酸鈉溶液應放在裝置3中，裝置4是保持裝置壓強平衡，同時避免空氣進入裝置3；
故答案為：避免空氣進入裝置3；
（3）本實驗中所用的溶液，配制用的蒸餾水都需事先煮沸，原因是，二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化，去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化；
故答案為：煮沸；
（4）鋅粒要過量，其原因除了讓產生的H₂將CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應，隔絕空氣，使體系保持還原性氣氛，另一個作用是：過量的鋅與CrCl₃充分反應得到CrCl₂，為使生成的CrCl₂溶液與CH₃COONa溶液順利混合，打開A關閉B，把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3中反應；
故答案為：使鋅與CrCl₃充分反應得到CrCl₂；隔絕空氣，使體系保持還原性氣氛；打開；關閉；
（5）CrCl₃為$\frac{9.51g}{158.5g/mol}$=0.06mol，得到CrCl₂為0.06mol，而CH₃COONa為1.5mol，由方程式2Cr²⁺（aq）+4CH₃COO^-（aq）+2H₂O（l）═[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O（s）可知CH₃COONa足量，則得到[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O為0.06mol×$\frac{1}{2}$×376g/mol=11.28g，
所得產品的產率為：$\frac{8.46g}{11.28g}$×100%=75%，
故答案為：75%．

點評 本題考查物質制備實驗方案的設計，題目難度中等，涉及化學儀器識別、對操作的分析評價、產率計算有關計算、對信息的獲取與運用等，注意對題目信息的應用，有利于培養學生分析、理解能力及化學實驗能力．