Question

醋酸亚铬水合物 {[(CH₃COO)₂Cr]₂·2H₂O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示，且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应。制备过程中发生的相关反应如下:

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）

请回答下列问题:

（1）仪器1的名称是______________________________________。

（2）往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是____________(填序号)；目的是_________________________。

A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入

B.先加三氯化铬溶液，一段时间后再加盐酸

C.先加盐酸，一段时间后再加三氯化铬溶液

（3）为使生成的CrCl₂溶液与醋酸钠溶液顺利混合，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，其原因除了让产生的H₂将CrCl₂溶液压入装置3与醋酸钠溶液反应外，另一个作用是_____________________________________________。

（5）已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl₃溶液中含溶质9.51g，取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L；实验后得干燥纯净的[(CH₃COO)₂Cr]₂·2H₂O 9.4g，则该实验所得产品的产率为____________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。

（6）铬的离子会污染水，常温下要除去上述实验中多余的Cr²⁺，最好往废液中通入足量的_______，再加入碱液，调节pH至少为_______才能是铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10^-5mol/L)。【已知Cr(OH)₃的溶度积为6.3×10^-31，≈4，lg2≈0.3】

Answer

分液漏斗  C 让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化 B  A 过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2  83.3%   空气或氧气 5.6

【解析】（1）根据仪器结构特征，可知仪器1为分液漏斗；（2）二价铬不稳定，极易被氧气氧化，让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化，故先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液，答案选C；目的是：让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化；（3）利用生成氢气，使装置内气体增大，将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭阀门B，打开阀门A；（4）锌粒要过量，其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是：过量的锌与CrCl3充分反应得到CrCl2；（5）CrCl3为=0.06mol，得到CrCl2为0.06mol，而CH3COONa为1.5mol，由方程式可知CH3COONa足量，则得到[Cr（CH3COO）2]2•2H2O为0.06mol××376g/mol=11.28g，所得产品的产率为× 100% = 83.3%；（6）向废液中通入足量的空气或氧气，将Cr2+氧化为Cr3+，铬的离子沉淀完全时，浓度应小于10-5mol/L，根据Ksp[Cr（OH）3]=c（Cr3+）×c3（OH-）=6.3×10-31，此时溶液中c（OH-）=4×10-9，溶液pH=-lgc（H+）=5.6。