問題詳情:
已知Cr2+不穩定,極易被氧氣氧化,不與鋅反應。醋*亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一種深紅*晶體,不溶於冷水,是常用的氧氣吸收劑。實驗室中以鋅粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和鹽*為主要原料製備醋*亞鉻水合物,其裝置如下圖所示。製備過程中發生的相關反應如下所示:
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
Zn+2CrCl3===2CrCl2+ZnCl2
2Cr2++4CH3COO-+2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(晶體)
試回答下列問題:
(1)本實驗中配製溶液所用的蒸餾水需事先煮沸,原因是__________。
(2)往儀器Ⅱ中加鹽*和CrCl3溶液的順序最好是__________________________,理由是____________。
(3)為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液混合,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,其原因除了使鋅與CrCl3充分反應得到CrCl2外,另一個作用是________。儀器Ⅳ的主要作用是___________。
(5)已知實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質9.51 g,取用的CH3COONa溶液為1.5 L 0.1 mol/L,其他反應物足量。實驗後得乾燥的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.4 g,則該實驗所得產品的產率為________(用百分數表示,保留3位有效數字)(不考慮溶解的醋*亞鉻水合物)。
【回答】
【*】 (1). 去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化 (2). 先加鹽*後加CrCl3溶液 (3). 讓鋅粒與鹽*先反應產生H2,把裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣趕出,避免生成的Cr2+被氧化 (4). B (5). A (6). 讓產生的H2趕出裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣並將CrCl2溶液壓入裝置Ⅲ與CH3COONa溶液反應 (7). 防止空氣進入裝置Ⅲ (8). 83.3%
【解析】
【詳解】(1)根據信息,Cr2+不穩定,極易被氧氣氧化,因此在配製溶液時,所用蒸餾水事先煮沸,其原因是去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化;
(2)裝置中有氧氣,為防止Cr2+被氧化,先排除裝置中氧氣,即先加鹽*,再加CrCl3溶液,理由是讓鋅粒與鹽*先反應產生H2,把裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣趕出,避免生成的Cr2+被氧化;
(3)根據實驗目的,需要把裝置II的溶液壓入到裝置III,需要關閉閥門B,打開閥門A,Zn和鹽*反應,產生*氣,利用壓強差,把裝置II中溶液壓入到裝置III中;
(4)根據(3)過量Zn的另一個作用是讓產生的H2趕出裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣並將CrCl2溶液壓入裝置Ⅲ與CH3COONa溶液反應;儀器IV的作用是防止空氣進入裝置III;
(5)CrCl3的物質的量為9.51/158.5mol=0.06mol,根據元素守恆,則Cr2+的物質的量為0.06mol,CH3COONa的物質的量為1.5×0.1mol=0.15mol,根據題中所給第三個反應,Cr2+不足,CH3COONa過量,根據Cr2+進行計算,得出[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的質量為0.06×376/2g=11.28g,即產率為9.4/11.28×100%=83.3%。
知識點:物質的分離 提純和檢驗
題型:實驗,探究題