Question

15．醋酸亚铬水合物[Cr（CH₃COO）₂]₂.2H₂O是一种氧气吸收剂，为红棕色晶体，易被氧化，微溶于乙醇，不溶于水和乙醚（易挥发的有机溶剂）．其制备装置及步骤如下：

①检查装置气密性后，往三颈瓶中依次加入过量锌粒、适量CrCl₃溶液．
②关闭k2．打开ki，旋开分液漏斗的旋塞并控制好滴速．
③待三颈瓶内的溶液由深绿色（Cr³⁺）变为亮蓝色（Cr²⁺）时，把溶液转移到装置乙中，当出现大量红棕色晶体时，关闭分液漏斗的旋塞．
④将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥，称量得到2.76g[Cr（CH₃COO）₂]₂.2H₂O．
（1）装置甲中连通管a的作用是使漏斗内的液体顺利滴下．
（2）三颈瓶中的Zn除了与盐酸生成H₂外，发生的另一个反应的离子方程式为2Cr³⁺+Zn═2Cr²⁺+Zn²⁺．
（3）实现步骤③中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为打开K₂关闭K₁．
（4）装置丙中导管口水封的目的是避免空气进入装置乙氧化二价铬．
（5）洗涤产品时，为了去除可溶性杂质和水分，下列试剂的正确使用顺序是b、c、a（填标号）．
a．乙醚    b．去氧冷的蒸馏水    c．无水乙醇
（6）若实验所取用的CrCl₃溶液中含溶质3.17g，则[Cr（CH₃COO）₂]₂.2H₂O（相对分子质量为376）的产率是74.3%．
（7）一定条件下，[Cr（CH₃COO）₂]2.2H₂O受热得到CO和CO₂的混合气体，请设计实验检验这两种气体的存在．①混合气体通入澄清石灰水中，变浑浊，说明混合气体中含有CO₂；②混合气体通入灼热的CuO，固体颜色由黑色变红色，说明混合气体中有CO．

Answer 1

分析 装置甲：分液漏斗盛装稀盐酸，在圆底烧瓶中和锌反应Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，同时发生2CrCl₃+Zn═2CrCl₂+ZnCl₂，生成氢气，用来增大压强把生成的CrCl₂溶液压入装置乙中；装置乙：2Cr²⁺+4CH₃COO^-+2H₂O═[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O↓，装置丙是保持装置压强平衡，同时避免空气进入．
（1）连通管a利用的是连通器原理，可以使容器内和漏斗上方压强相等；
（2）根据三颈烧瓶中发生的反应的目的是得到Cr²⁺，这是利用Zn的还原性，据此书写反应方程式；
（3）实验开始生成H₂气后，为使生成的CrCl₂溶液与CH₃COONa溶液顺利混合，打开K₂关闭K₁，把生成的CrCl₂溶液压入装置3中反应；
（4）装置丙中导管口水封的目的是避免空气进入；
（5）醋酸亚铬水合物不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于盐酸，据此选择洗涤试剂；
（6）CrCl₃为0.02mol，得到CrCl₂为0.02mol，由原子守恒，根据CrCl₂计算[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O 的理论产量，进而计算其产率；
（7）欲验证混合气体中有CO和CO₂，可以结合两气体的性质进行检验，其中CO₂能使澄清石灰水变浑浊，而CO有还原性．

解答 解：（1）连通管a使容器内和漏斗上方压强相等，有利于漏斗内的液体顺利滴下，故答案为：使漏斗内的液体顺利滴下；
（2）装置甲：分液漏斗盛装稀盐酸，在圆底烧瓶中和锌反应Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑，同时发生2CrCl₃+Zn═2CrCl₂+ZnCl₂，该反应的离子反应为：2Cr³⁺+Zn═2Cr²⁺+Zn²⁺，
故答案为：2Cr³⁺+Zn═2Cr²⁺+Zn²⁺；
（3）实验开始生成H₂气后，为使生成的CrCl₂溶液与CH₃COONa溶液顺利混合，打开K₂关闭K₁，把生成的CrCl₂溶液压入装置乙中反应，
故答案为：打开K₂关闭K₁；
（4）二价铬不稳定，极易被氧气氧化，装置丙中导管口水封的目的是避免空气进入装置乙氧化二价铬，
故答案为：避免空气进入装置乙氧化二价铬；
（5）醋酸亚铬水合物不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于盐酸，所以可以选用冷水和乙醚洗涤[Cr（CH₃COO）₂）]₂•2H₂O产品，最后再用乙醚洗涤干燥，
故答案为：b、c、a；
（6）CrCl₃为$\frac{3.17g}{158.5g/mol}$=0.02mol，得到CrCl₂为0.02mol，根据原子守恒，则得到[Cr（CH₃COO）₂]₂•2H₂O为0.02mol，质量为0.02mol×$\frac{1}{2}$×376g/mol=3.76g，所得产品的产率为$\frac{2.76g}{3.76g}$×100%=73.4%，故答案为：74.3%；
（7）将受热得到的混合气体通入澄清石灰水中，变浑浊，说明混合气体中含有CO₂，或将混合气体通入灼热的CuO，固体颜色由黑色变红色，说明混合气体中有CO，故答案为：①混合气体通入澄清石灰水中，变浑浊，说明混合气体中含有CO₂；②混合气体通入灼热的CuO，固体颜色由黑色变红色，说明混合气体中有CO．

点评 本题考查物质制备实验，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，涉及化学仪器识别、对操作的分析评价、产率计算、溶度积有关计算、对信息的获取与运用等，注意对题目信息的应用，有利于培养学生分析能力、实验能力，题目难度中等．