10.醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(相對(duì)分子質(zhì)量為376)是一種為紅棕色晶體,極易被氧氣氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易揮發(fā)的有機(jī)溶劑).
實(shí)驗(yàn)原理:
(1)用鋅將三價(jià)鉻還原為二價(jià)或?qū)⒄鶅r(jià)鉻還原為二價(jià)鉻,再與醋酸鈉溶液作用制得[Cr(CH3COO)2]2•2H2O.寫(xiě)出下列實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的離子方程式2Cr3++Zn+4CH3COO-+2H2O═Zn2++[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(用一個(gè)方程式表示).
實(shí)驗(yàn)裝置:如圖.    
實(shí)驗(yàn)步驟:
①檢查裝置氣密性后,往三頸燒瓶中依次加入過(guò)量鋅粒、適量CrCl3溶液.
②關(guān)閉K2打開(kāi)K1,旋開(kāi)分液漏斗的旋塞并控制好滴速.
③待三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{(lán)色(Cr2+)時(shí),把溶液轉(zhuǎn)移到裝置乙中,當(dāng)出現(xiàn)大量紅棕色晶體時(shí),關(guān)閉分液漏斗的旋塞.
④將裝置乙中混合物快速過(guò)濾、洗滌和干燥,稱量.
實(shí)驗(yàn)問(wèn)題與探究:
(2)儀器b的名稱是分液漏斗.導(dǎo)管a的作用是平衡壓強(qiáng),有利于分液漏斗內(nèi)的液體順利滴下、并導(dǎo)氣.
(3)實(shí)現(xiàn)步驟③中溶液自動(dòng)轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實(shí)驗(yàn)操作為關(guān)閉K1,打開(kāi)K2
(4)裝置丙中導(dǎo)管口水封的目的是防止空氣進(jìn)入裝置乙中氧化Cr2+
(5)若使用該裝置制備Fe(OH)2,且能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀現(xiàn)象.則在乙裝置中應(yīng)加入的試劑為NaOH(寫(xiě)化學(xué)式)溶液.
(6)已知其它反應(yīng)物足量,實(shí)驗(yàn)時(shí)向甲中加50mL 1.2mol•L-1的CrC13溶液;實(shí)驗(yàn)后得干燥純凈的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O晶體9.4g,則該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為83.3%(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).
(7)已知:常溫下Ka(CCl3 COOH)=1.0×10-1mo1•L-1,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5•mol•L-1,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明三氯乙酸、乙酸的酸性強(qiáng)弱分別測(cè)定0.1 mol•L-1兩種酸溶液的pH,三氯乙酸的pH較小,證明三氯乙酸的酸性強(qiáng)于乙酸.

分析 工作原理是:先在裝置甲中制備出二價(jià)的鉻離子,在制備過(guò)程中,因?yàn)槎䞍r(jià)鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià).因此在裝置甲中,要放入足夠多的鋅粒,一是還原三價(jià)鉻,二是用來(lái)產(chǎn)生氫氣排除裝置內(nèi)的空氣.反應(yīng)開(kāi)始前,應(yīng)該先打開(kāi)K1讓氫氣充滿整個(gè)裝置,然后再關(guān)閉K1,打開(kāi)K2,利用生成的氫氣將裝置甲中的二價(jià)鉻離子壓入裝置乙中,跟醋酸鈉反應(yīng)生成醋酸亞鉻水合物,裝置丙的作用是:可以防止空氣進(jìn)入裝置乙.
(1)用鋅將三價(jià)鉻還原為二價(jià),再與醋酸鈉溶液作用制得[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,配平書(shū)寫(xiě)離子方程式;
(2)由儀器的結(jié)構(gòu)特征,可知儀器b是分液漏斗;導(dǎo)管a平衡壓強(qiáng),有利于分液漏斗內(nèi)的液體順利滴下;
(3)關(guān)閉K1,打開(kāi)K2,利用生成的氫氣將裝置甲中的二價(jià)鉻離子壓入裝置乙中;
(4)可以防止空氣進(jìn)入裝置乙;
(5)甲中制備亞鐵鹽,并用氫氣排盡裝置內(nèi)空氣,乙中盛放氫氧化鈉;
(6)根據(jù)Cr原子守恒計(jì)算[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 的理論產(chǎn)量,進(jìn)而計(jì)算其產(chǎn)率;
(7)由電離平衡常數(shù)可知,三氯乙酸的酸性比乙酸的酸性強(qiáng),可以測(cè)定相同濃度的pH驗(yàn)證.

解答 解:工作原理是:先在裝置甲中制備出二價(jià)的鉻離子,在制備過(guò)程中,因?yàn)槎䞍r(jià)鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià).因此在裝置甲中,要放入足夠多的鋅粒,一是還原三價(jià)鉻,二是用來(lái)產(chǎn)生氫氣排除裝置內(nèi)的空氣.反應(yīng)開(kāi)始前,應(yīng)該先打開(kāi)K1讓氫氣充滿整個(gè)裝置,然后再關(guān)閉K1,打開(kāi)K2,利用生成的氫氣將裝置甲中的二價(jià)鉻離子壓入裝置乙中,跟醋酸鈉反應(yīng)生成醋酸亞鉻水合物,裝置丙的作用是:可以防止空氣進(jìn)入裝置乙.
(1)用鋅將三價(jià)鉻還原為二價(jià),再與醋酸鈉溶液作用制得[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,反應(yīng)離子方程式為:2Cr3++Zn+4CH3COO-+2H2O═Zn2++[Cr(CH3COO)2]2•2H2O,
故答案為:2Cr3++Zn+4CH3COO-+2H2O═Zn2++[Cr(CH3COO)2]2•2H2O;
(2)由儀器的結(jié)構(gòu)特征,可知儀器b是分液漏斗;導(dǎo)管a平衡壓強(qiáng),有利于分液漏斗內(nèi)的液體順利滴下、并導(dǎo)氣,
故答案為:分液漏斗;平衡壓強(qiáng),有利于分液漏斗內(nèi)的液體順利滴下、并導(dǎo)氣;
(3)關(guān)閉K1,打開(kāi)K2,利用生成的氫氣將裝置甲中的二價(jià)鉻離子壓入裝置乙中,
故答案為:關(guān)閉K1,打開(kāi)K2;
(4)裝置丙中導(dǎo)管口水封,可以防止空氣進(jìn)入裝置乙中氧化Cr2+,
故答案為:防止空氣進(jìn)入裝置乙中氧化Cr2+;
(5)甲中制備亞鐵鹽,并用氫氣排盡裝置內(nèi)空氣,再將亞鐵鹽壓入乙中反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,乙中盛放氫氧化鈉溶液,
故答案為:NaOH;
(6)根據(jù)Cr原子守恒,[Cr(CH3COO)2]2•2H2O的質(zhì)量為0.05L×1.2mol/L×$\frac{1}{2}$×376g/mol=11.28g,所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為$\frac{9.4g}{11.28g}$=33.3%,
故答案為:83.3%;
(7)由電離平衡常數(shù)可知,三氯乙酸的酸性比乙酸的酸性強(qiáng),證明三氯乙酸、乙酸的酸性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)方案為:分別測(cè)定0.1 mol•L-1兩種酸溶液的pH,三氯乙酸的pH較小,證明三氯乙酸的酸性強(qiáng)于乙酸,
故答案為:分別測(cè)定0.1 mol•L-1兩種酸溶液的pH,三氯乙酸的pH較小,證明三氯乙酸的酸性強(qiáng)于乙酸.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn),涉及化學(xué)儀器識(shí)別、對(duì)操作與裝置的分析評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等,關(guān)鍵是明確反應(yīng)原理與各裝置作用,注意對(duì)題目信息的應(yīng)用,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)的常見(jiàn)物質(zhì),其中A、B、C均含有同一種元素.在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)中的H2O已略去)[A]$→_{①}^{D}$[B]$→_{②}^{D}$[C]
請(qǐng)?zhí)羁眨?br />(1)若A可用于自來(lái)水消毒,D是生產(chǎn)、生活中用量大、用途廣的金屬單質(zhì),寫(xiě)出C轉(zhuǎn)化為B的離子方程式為2Fe2++Cl2=2Fe2++2Clˉ;用A制漂白粉的化學(xué)方程式為2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
(2)若組成A的元素是地殼中含量最多的元素,則C在高爐煉鐵中的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
(3)若A是淡黃色固體,D是由兩種元素組成的無(wú)色無(wú)味氣體,則請(qǐng)寫(xiě)出A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑.
(4)若B、C為氧化物,B轉(zhuǎn)化為C時(shí),質(zhì)量增加25%,則B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式是2SO2+O2$\frac{\underline{催化劑}}{△}$2SO3
(5)若D為強(qiáng)電解質(zhì)溶液,A和C在溶液中反應(yīng)生成白色沉淀B,符合條件的D物質(zhì)可能是①③(填序號(hào)).
①硫酸    ②醋酸    ③氫氧化鈉    ④一水合氨    ⑤氯化鋇.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.原電池是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn).某興趣小組為研究原電池原理,設(shè)計(jì)如圖裝置:
(1)a和b不連接時(shí),燒杯中現(xiàn)象是鋅片逐漸溶解,鋅片上有氣泡冒出.
(2)a和b用導(dǎo)線連接,Cu極為原電池正極(填“正”或“負(fù)”),電極反應(yīng)式
為:2H++2e-=H2↑;溶液中H+移向Cu(填“Cu”或“Zn”)極.電池總反應(yīng)式為:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑.若電解質(zhì)溶液改為AgNO3溶液,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),則理論上Cu片質(zhì)量變化為21.6g.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.一種有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,關(guān)于它的性質(zhì)不正確的說(shuō)法是( 。
A.它有酸性,1 mol該物質(zhì)最多能與6 mol H2發(fā)生加成反應(yīng)
B.在一定條件下,1 mol該物質(zhì)最多能和4 mol Br2反應(yīng)
C.它可以水解,水解產(chǎn)物為兩種有機(jī)物
D.該有機(jī)物能發(fā)生取代反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖為1mol SO2Cl2(g)和1mol SCl2(g)反應(yīng)生成SOCl2(g)過(guò)程中的能量變化示意圖,已知E1=x kJ•mol-1、E2=y kJ•mol-1,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是( 。
A.若在反應(yīng)體系中加入催化劑,E1不變
B.若在反應(yīng)體系中加入催化劑,△H減小
C.反應(yīng)的活化能等于y kJ•mol-1
D.1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反應(yīng)生成SOCl2(g)的△H=(x-y) kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.S2C12在工業(yè)上用作橡膠硫化劑.實(shí)驗(yàn)室利用下列裝置(部分夾持儀器己略去),將干燥純凈的Cl2通入CS2液體中制備S2C12:CS2+3C12$\frac{\underline{\;95℃~100℃\;}}{\;}$CCl4+S2C12
已知:
物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃密度/g•cm-3溶解性
S1134441.96不溶于水
S2C12-761381.75與水反應(yīng)
C S2-109471.26不溶于水
CC14-23771.59不溶于水
(1)該實(shí)驗(yàn)的操作先后順序?yàn)椋孩邰佗茛蔻冖埽ㄓ眯蛱?hào)表示).
①通入C12    ②熄滅裝置A中酒精燈    ③通入冷水
④關(guān)閉冷水    ⑤加熱裝置D    ⑥熄滅裝置D中酒精燈
(2)為獲得平緩穩(wěn)定的Cl2氣流,A裝置的操作是控制分液漏斗下端的活塞,使?jié)恹}酸勻速滴下.
(3)裝置C中盛有的試劑是無(wú)水CaCl2(或P2O5).
(4)裝置D中冷凝管的作用是導(dǎo)氣、冷凝回流.
(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若缺少C裝置,則產(chǎn)品渾濁不清并產(chǎn)生2種酸性氣體,寫(xiě)出其反應(yīng)的化學(xué)方程式2S2Cl2+2H2O═3S↓+SO2↑+4HCl↑.
(6)制備結(jié)束后,為從粗產(chǎn)品(含S2C12,CCl4、CS2)中提純S2C12,從上圖所示儀器裝置中選取部分,簡(jiǎn)述儀器改裝及操作方案將導(dǎo)管d用單孔橡皮塞與錐形瓶連接,水浴加熱(至煮沸).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.甲醇是一種重要的化工原料,在生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用.工業(yè)上用甲烷氧化法合成甲醇的反應(yīng)有:
(i)CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H1=+247.3kJ•mol-1
(ii)2CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2=-90.1kJ•mol-1
(iii)2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=-566.0kJ•mol-1
(1)用CH4和O2直接制備甲醇蒸氣的熱化學(xué)力程式為2CH4(g)+O2(g)?2CH3OH(g)△H=-251.6kJ•mol-1
(2)在容積相同的一個(gè)恒容密閉容器I、Ⅱ、Ⅲ中均充入1mol CO和2mol H2,發(fā)生反應(yīng)(ii),三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T(mén)1、T2、T3且恒定不變.如圖1為三個(gè)容器中的反應(yīng)均進(jìn)行到t min時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)示意圖.此時(shí),三個(gè)容器中一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是容器Ⅲ:當(dāng)三個(gè)容器中的反應(yīng)均達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率最低的是容器Ⅲ,平衡常數(shù)最大的是容器Ⅰ.
CH3OH(g)+CO(g)?HCOOCH3(g)△H=-29.1kJ•mol-1
(3)工業(yè)上可通過(guò)甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
科研人員對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行了研究,部分研究結(jié)果如圖2和圖3:

①?gòu)姆磻?yīng)壓強(qiáng)對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化率的影響“效率”看,工業(yè)制取甲酸甲酯應(yīng)選擇的壓強(qiáng)是4.0×106Pa(填“3.5×106Pa”“4.0×106Pa”或“5.0×106Pa”).
②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中采用的溫度是80℃.其理由是高于80℃時(shí),溫度對(duì)反應(yīng)速率影響較小,且反應(yīng)放熱,升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低.
(4)直接甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱DMFC)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來(lái)越受到關(guān)注.DMFC的工作原理如圖4所示:
①通入b氣體的電極是電池的正(填”正”或“負(fù)”)極,通入a氣體的電極放電時(shí)的電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
②常溫下,用此電池以惰性電極電解0.5L硫酸銅溶液(足量).若陰極質(zhì)量增重1.6g.則電解后溶液的pH為1(忽略溶液的體積變化).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.將鋅片和銅片按如圖方式插入檸檬中,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).則下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.該裝制能將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能B.電子由銅片流出經(jīng)導(dǎo)線到鋅片
C.一段時(shí)間后,鋅片質(zhì)量減輕D.銅片一側(cè)產(chǎn)生Cu2+使檸檬變藍(lán)色

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.某學(xué)習(xí)小組以Mg(NO32為研究對(duì)象,擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)初步探究硝酸鹽熱分解的規(guī)律.
【提出猜想】小組提出如下4種猜想:
甲:Mg(NO32、NO2、O2   乙:MgO、NO2、O2
丙:Mg3N2、O2           丁:MgO、NO2、N2
(1)查閱資料得知,NO2可被NaOH溶液吸收,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O.
(2)實(shí)驗(yàn)前,小組成員經(jīng)討論認(rèn)定猜想丁不成立,理由是不符合氧化還原反應(yīng)原理.
【實(shí)驗(yàn)操作】
(3)設(shè)計(jì)如圖裝置,用氮?dú)馀疟M裝置中空氣,其目的是避免對(duì)產(chǎn)物O2的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾(或其它合理答案);加熱Mg(NO32固體,AB裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:固體減少,說(shuō)明有Mg(NO32固體分解了產(chǎn)生紅棕色氣體,溶液中有氣泡冒出,有NO2生成.
(4)有同學(xué)提出可用亞硫酸鈉溶液檢驗(yàn)是否有氧氣產(chǎn)生,但通入之前,還需在BD裝置間增加滴有酚酞的氫氧化鈉溶液,其作用是:確保二氧化氮已被除盡,防止干擾氧氣的檢驗(yàn)
(5)小組討論后認(rèn)為即便通過(guò)C后有氧氣,僅僅用亞硫酸鈉溶液仍然難以檢驗(yàn),因?yàn)椋簛喠蛩徕c溶液與氧氣反應(yīng)沒(méi)有明顯現(xiàn)象,難以判斷反應(yīng)是否發(fā)生了,改進(jìn)的措施是可在亞硫酸鈉溶液中加入幾滴酚酞試劑.
(6)上述系列改進(jìn)后,如果分解產(chǎn)物中有O2存在,排除裝置與操作的原因,未檢測(cè)到的原因是4NO2+O2+2H2O=4HNO3 或4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O.(用化學(xué)方程式表示)

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