Question

实验室制备醋酸亚铬水合物的装置如图所示， 涉及的化学方程式如下：

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）

醋酸亚铬水合物（[Cr（CH₃COO）₂）]₂•2H₂O，深红色晶体）是一种氧气吸收剂，通常以二聚体分子存在，不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于盐酸。

请回答下列问题：

（1）检查虚框内装置气密性的方法是_____________________________________。                

（2）本实验中所有配制溶液的水需煮沸，其原因是_________________________________。装置4的作用是_________________________。

（3）将生成的CrCl₂溶液与CH₃COONa溶液混合时的操作是_________阀门A、__________阀门B （填“打开”或“关闭”）。

（4）本实验中锌粒须过量，其原因是__________________________________。

（5）为洗涤[Cr（CH₃COO）₂）]₂•2H₂O产品，下列方法中最适合的是________________。

A．先用盐酸洗，后用冷水洗       

B．先用冷水洗，后用乙醇洗

C．先用冷水洗，后用乙醚洗       

D．先用乙醇洗涤，后用乙醚洗

（6）铬元素在很多领域都有应用。氯化铬酰(CrO₂Cl₂)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应。写出铬元素的基态原子外围电子排布式：_________________；与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_______________（填名称）；CrO₂Cl₂常温下为深红色液体，能与CCl₄、CS₂等互溶，据此可判断CrO₂Cl₂是________（填“极性”或“非极性”）分子。

Answer

（1）将装置连接好，关闭A、B阀门，往装置1中加水，打开活塞后，水开始下滴，一段时间后，如果水不再下滴，表明装置气密性良好。反之，则气密性不好。（2分，其它合理答案也给分）

（2）去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化 可以防止空气进入装置3 （3）打开；关闭

（4）产生足够的H2；与CrCl3充分反应得到CrCl2 （5）C

（6）3d54s1 钾 铜 非极性

【解析】

试题分析：（1）可利用装置内外压强差来验证装置的气密性：将装置连接好，关闭A、B阀门，往装置1中加水，打开活塞后，水开始下滴，一段时间后，如果水不再下滴，表明装置气密性良好。反之，则气密性不好；

（2）整套装置的工作原理是：先在装置2中制备出二价的铬离子，在制备过程中，因为二价铬离子容易被空气中的氧气氧化成三价。因此在装置2中，我们要放入足够多的锌粒，一是还原三价铬，二是用来产生氢气排除装置内的空气。反应开始前，应该先打开B让氢气充满整个装置，然后再关闭B，打开A，让装置2中的二价铬离子进入装置3，跟醋酸钠反应生成醋酸亚铬水合物。因此，醋酸钠溶液应放在装置3中，盐酸应放在装置1中；装置4的作用是：可以防止空气进入装置3。本实验中所有配制溶液的水需煮沸，其原因是：去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化；

（3）将生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液混合时的操作是打开阀门A、关闭阀门B；这样装置2中的溶液就可以在氢气的压力下，将液体压往装置3中进行反应。

（4）本实验中锌粒须过量，其原因是：①产生足够的H2；②与CrCl3充分反应得到CrCl2。

（5）洗涤[Cr(CH3COO)2)]2·2H2O产品，主要是洗去附着在表面的没有反应掉的二价铬离子、氯离子、醋酸根离子、钠离子等，不能用乙醇和盐酸，因为醋酸亚铬水合物，是微溶于醇，易溶于盐酸。因此先用水洗去杂质离子，再用乙醚来洗去多余的水。多余的乙醚可以挥发掉，答案选C。

（6）Cr的质子数是24，所以根据构造原理可知，铬元素的基态原子外围电子排布式为3d54s1。与铬同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素还有K和Cu。CCl4、CS2等都是非极性分子，根据相似相溶原理可知，CrO2Cl2是非极性分子，属于共价化合物。

【考点定位】本题主要是考查物质的制备、分离和提纯等实验设计

【名师点晴】明确实验原理是解答的关键，物质的制备与性质实验是高考常考点，一般以选择题、工艺流程题、实验题形式出现。考查学生对综合实验的处理能力及运用化学知识解决化学实验中具体问题的能力，该部分内容源于教材，高于教材，起点高，落点低。在复习备考中重视物质的性质，实验基本操作，物质的分离提纯。对于设计给定条件下的物质制备方案这一类题目，在解答时一定要遵循物质制备方案设计的几条基本原则，对涉及的原料、基本化学反应原理、实验程序和仪器、设备等进行深入的研究，精心取舍，才能得出正确的答案。