Question

【題目】醋酸亞鉻水合物 {[(CH3COO)2Cr]2·2H2O，相對分子質量為376}是一種深紅色晶體，不溶于冷水，是常用的氧氣吸收劑。實驗室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、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，且儀器2中預先加入鋅粒。已知二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化，不與鋅反應。制備過程中發生的相關反應如下:

Zn（s）+ 2HCl（aq）=ZnCl2（aq）+ H2（g）；

2CrCl3（aq）+Zn（s）= 2CrCl2（aq）+ ZnCl2（aq）

2Cr2+（aq）+ 4CH3COO—（aq）+ 2H2O（l）=[(CH3COO)2Cr]2·2H2O（s）

請回答下列問題:

（1）儀器1的名稱是______________________________________。

（2）往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是____________(填序號)；目的是_________________________。

A.鹽酸和三氯化鉻溶液同時加入

B.先加三氯化鉻溶液，一段時間后再加鹽酸

C.先加鹽酸，一段時間后再加三氯化鉻溶液

（3）為使生成的CrCl2溶液與醋酸鈉溶液順利混合，應關閉閥門_____(填“A”或“B"，下同)，打開閥門____。

（4）本實驗中鋅粒要過量，其原因除了讓產生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3與醋酸鈉溶液反應外，另一個作用是_____________________________________________。

（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，取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L；實驗后得干燥純凈的[(CH3COO)2Cr]2·2H2O 9.4g，則該實驗所得產品的產率為____________(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物)。

（6）鉻的離子會污染水，常溫下要除去上述實驗中多余的Cr2+，最好往廢液中通入足量的_______，再加入堿液，調節pH至少為_______才能是鉻的離子沉淀完全(鉻的離子濃度應小于10-5mol/L)。【已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31，≈4，lg2≈0.3】

Answer 1

【答案】 分液漏斗 C 讓鋅粒與鹽酸先反應產生H2，把裝置2和3中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化 B A 過量的鋅與CrCl3充分反應得到CrCl2 83.3% 空氣或氧氣 5.6

【解析】（1）根據儀器結構特征，可知儀器1為分液漏斗；（2）二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化，讓鋅粒與鹽酸先反應產生H2，把裝置2和3中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化，故先加鹽酸一段時間后再加三氯化鉻溶液，答案選C；目的是：讓鋅粒與鹽酸先反應產生H2，把裝置2和3中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化；（3）利用生成氫氣，使裝置內氣體增大，將CrCl2溶液壓入裝置3中與CH3COONa溶液順利混合，應關閉閥門B，打開閥門A；（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溶液反應外，另一個作用是：過量的鋅與CrCl3充分反應得到CrCl2；（5）CrCl3為=0.06mol，得到CrCl2為0.06mol，而CH3COONa為1.5mol，由方程式可知CH3COONa足量，則得到[Cr（CH3COO）2]22H2O為0.06mol××376g/mol=11.28g，所得產品的產率為× 100% = 83.3%；（6）向廢液中通入足量的空氣或氧氣，將Cr2+氧化為Cr3+，鉻的離子沉淀完全時，濃度應小于10-5mol/L，根據Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3+）×c3（OH-）=6.3×10-31，此時溶液中c（OH-）=4×10-9，溶液pH=-lgc（H+）=5.6。