已知Cr2+不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。醋*亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一种深红...
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已知Cr2+不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。醋*亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一种深红*晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和盐*为主要原料制备醋*亚铬水合物,其装置如下图所示。制备过程中发生的相关反应如下所示:
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
Zn+2CrCl3===2CrCl2+ZnCl2
2Cr2++4CH3COO-+2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(晶体)
试回答下列问题:
(1)本实验中配制溶液所用的蒸馏水需事先煮沸,原因是__________。
(2)往仪器Ⅱ中加盐*和CrCl3溶液的顺序最好是__________________________,理由是____________。
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液混合,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,其原因除了使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2外,另一个作用是________。仪器Ⅳ的主要作用是___________。
(5)已知实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51 g,取用的CH3COONa溶液为1.5 L 0.1 mol/L,其他反应物足量。实验后得干燥的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.4 g,则该实验所得产品的产率为________(用百分数表示,保留3位有效数字)(不考虑溶解的醋*亚铬水合物)。
【回答】
【*】 (1). 去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化 (2). 先加盐*后加CrCl3溶液 (3). 让锌粒与盐*先反应产生H2,把装置Ⅱ和Ⅲ中的空气赶出,避免生成的Cr2+被氧化 (4). B (5). A (6). 让产生的H2赶出装置Ⅱ和Ⅲ中的空气并将CrCl2溶液压入装置Ⅲ与CH3COONa溶液反应 (7). 防止空气进入装置Ⅲ (8). 83.3%
【解析】
【详解】(1)根据信息,Cr2+不稳定,极易被氧气氧化,因此在配制溶液时,所用蒸馏水事先煮沸,其原因是去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化;
(2)装置中有氧气,为防止Cr2+被氧化,先排除装置中氧气,即先加盐*,再加CrCl3溶液,理由是让锌粒与盐*先反应产生H2,把装置Ⅱ和Ⅲ中的空气赶出,避免生成的Cr2+被氧化;
(3)根据实验目的,需要把装置II的溶液压入到装置III,需要关闭阀门B,打开阀门A,Zn和盐*反应,产生*气,利用压强差,把装置II中溶液压入到装置III中;
(4)根据(3)过量Zn的另一个作用是让产生的H2赶出装置Ⅱ和Ⅲ中的空气并将CrCl2溶液压入装置Ⅲ与CH3COONa溶液反应;仪器IV的作用是防止空气进入装置III;
(5)CrCl3的物质的量为9.51/158.5mol=0.06mol,根据元素守恒,则Cr2+的物质的量为0.06mol,CH3COONa的物质的量为1.5×0.1mol=0.15mol,根据题中所给第三个反应,Cr2+不足,CH3COONa过量,根据Cr2+进行计算,得出[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的质量为0.06×376/2g=11.28g,即产率为9.4/11.28×100%=83.3%。
知识点:物质的分离 提纯和检验
题型:实验,探究题
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