Question

5．二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化．醋酸亞鉻水合物{[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O，相對分子質量為376}是一種深紅色晶體，不溶于冷水和醚，易溶于鹽酸，是常用的氧氣吸收劑．實驗室中以鋅粒、CrCl₃溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示：
制備過程中發生的反應如下：
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）
請回答下列問題：
（1）儀器1的名稱是分液漏斗，所盛裝的試劑是鹽酸與CrCl₃溶液．
（2）本實驗中所用的溶液，配制用的蒸餾水都需事先煮沸，原因是去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化
（3）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，應打開閥門A、關閉閥門B （填“打開”或“關閉”）．
（4）本實驗中鋅粒須過量，其原因是與CrCl₃充分反應得到CrCl₂ ，產生足量的H₂，（將裝置中的空氣排盡）將CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應（混合）．
（5）已知其它反應物足量，實驗時取用的CrCl₃溶液中含溶質6.34g，實驗后得干燥純凈的[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 5.64g，請計算該實驗所得產品的產率75%．
（6）若使用該裝置制備Fe（OH）₂，且能較長時間看到Fe（OH）₂白色沉淀現象．則在1、2、3中應裝入的試劑依次為H₂SO₄、Fe、NaOH．（寫化學式）

Answer 1

分析 先在裝置中制備出二價的鉻離子，在制備過程中，因為二價鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價．因此在裝置2中，要放入足夠多的鋅粒，一是還原三價鉻，二是用來產生氫氣排除裝置內的空氣．反應開始前，應該先打開A讓氫氣充滿整個裝置，然后再關閉B，打開A，利用生成的氫氣將裝置2中的二價鉻離子壓入裝置3中，跟醋酸鈉反應生成醋酸亞鉻水合物，裝置4的作用是：可以防止空氣進入裝置3，以此解答該題．

解答 解：（1）根據儀器1的構造可知其名稱為分液漏斗，盛裝的稀鹽酸與鋅反應生成氫氣，用來增大壓強把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3中，制備出二價的鉻離子，分液漏斗盛裝的CrCl₃溶液，鋅粒還原三價鉻，2CrCl₃（aq）+Zn（s）═2CrCl₂（aq）+ZnCl₂（aq），
故答案為：分液漏斗；鹽酸與CrCl₃溶液；
（2）由于二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化，需要將配制用的蒸餾水事先煮沸，去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化，
故答案為：去除水中的溶解氧，防止Cr²⁺被氧化；
（3）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，
故答案為：打開；關閉；
（4）鋅的作用是和鹽酸反應生成氫氣，增大儀器中的壓強把生成的CrCl₂溶液壓入裝置3，與CrCl₃充分反應得到CrCl₂，
故答案為：與CrCl₃充分反應得到CrCl₂；產生足量的H₂，（將裝置中的空氣排盡）將CrCl₂溶液壓入裝置3與CH₃COONa溶液反應（混合）；
（5）實驗時取用的CrCl₃溶液中含溶質6.34g，
理論上得到[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 的質量為：$\frac{6.34g}{158.5g/mol}$×$\frac{1}{2}$×376g/mol=7.52g，
則該實驗所得產品的產率為：$\frac{5.64g}{7.52g}$×100%=75%，
故答案為：75%；
（6）要在該裝置中得到Fe（OH）₂白色絮狀沉淀，應該關閉止水夾，反應生成的硫酸亞鐵能夠進入氫氧化鈉溶液中，并且能夠發生化學反應生成硫酸鈉和氫氧化亞鐵，同時把導管中的空氣排入4中，并且通過出氣口排出，使氫氧化亞鐵不能與氧氣充分接觸，從而達到防止被氧化的目的，所以1中盛放硫酸，在2中放固體鐵制備亞鐵鹽，并用氫氣排盡裝置內空氣，3中盛放氫氧化鈉，氫氧化鈉和硫酸亞鐵反應的化學方程式為：2NaOH+FeS0₄=Na₂S0₄+Fe（OH）₂↓．
故答案為：H₂SO₄；Fe；NaOH．

點評 本題考查了物質制備實驗裝置分析判斷，實驗設計方法和物質性質的理解應用，為高考常見題型，側重考查學生的分析能力、實驗能力和計算能力，題目主要是實驗原理的分析應用，題目難度中等，明確實驗目的、實驗原理為解答關鍵．