Question

【題目】重鉻酸鉀別名為紅礬鉀，室溫下為橙紅色晶體，溶于水，不溶于乙醇。它被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)劃歸為第一類致癌物質(zhì)，而且是強(qiáng)氧化劑，在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中都有很廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)小組研究酸性條件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反應(yīng)。相關(guān)資料如下：

序號	資料
①	Cr2(SO4)3溶液呈綠色
②	酸性條件下，K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反應(yīng)生成CrO5，CrO5進(jìn)一步反應(yīng)生成Cr3+和O2
③	CrO5可溶于水，易溶于乙醚得到藍(lán)色溶液
④	乙醚是一種無色不溶于水，密度比水小的有機(jī)溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定

甲同學(xué)采用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究了酸性條件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反應(yīng)產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)步驟、操作等內(nèi)容如下：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ	組裝儀器	——
Ⅱ	？	——
Ⅲ	向盛有H2O2溶液的儀器X中加入一定量的K2Cr2O7溶液和硫酸	溶液立即變?yōu)樽霞t色，此時(shí)pH=1，觀察到溶液中持續(xù)產(chǎn)生氣泡，最終溶液變?yōu)榫G色

回答下列問題：

（1）用以上裝置證明實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體有氧氣，裝置的連接順序是a→__→__→__→__。

（2）圖中儀器X的名稱是___。

（3）實(shí)驗(yàn)步驟Ⅱ是___。

（4）實(shí)驗(yàn)中紫紅色溶液含有CrO5。

①驗(yàn)證紫紅色溶液中含有CrO5的操作及現(xiàn)象是___。

②已知CrO5的結(jié)構(gòu)式為，生成CrO5的反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，則該反應(yīng)的離子方程式為___。

（5）對上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氧氣、溶液變?yōu)榫G色的原因，做出的假設(shè)①是CrO5在酸性溶液中不穩(wěn)定，自身氧化還原生成Cr3+和O2。你還能做出的假設(shè)②是___。

（6）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇合適的試劑，驗(yàn)證（5）中的假設(shè)①，你的設(shè)計(jì)是___。

Answer 1

【答案】e d b(c) c(b) 錐形瓶 檢驗(yàn)裝置的氣密性 取少量紫紅色溶液加入試管中，加入乙醚，振蕩、靜置，液體分為兩層，上層呈藍(lán)色 Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O CrO5在酸性溶液中與H2O2反應(yīng)生成Cr3+和O2 取一定體積的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定體積的pH=1的硫酸中，觀察現(xiàn)象，如果乙醚層由藍(lán)色變?yōu)闊o色，水層變?yōu)榫G色，則說明假設(shè)①成立

【解析】

(1)根據(jù)氧氣和銅反應(yīng)生成黑色的氧化銅進(jìn)行檢驗(yàn)氧氣的產(chǎn)生；制取氣體的裝置必須先檢查裝置的氣密性；

(2)①CrO5可溶于水，易溶于乙醚得到藍(lán)色溶液，可以此檢驗(yàn)；
②酸性條件下，K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反應(yīng)生成CrO5，且生成CrO5的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)；
(3)①實(shí)驗(yàn)II步驟i中消耗的CrO5與生成的O2的物質(zhì)的量之比為2:3，反應(yīng)中Cr元素化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià)，0元素化合價(jià)由-1價(jià)升高到0價(jià)，且生成過氧化氫；②O2來源于CrO5、H2O2中的-1價(jià)O且-1價(jià)O過量，當(dāng)CrO5的量相同時(shí)，生成O2的體積相同；
(4)溶液中持續(xù)產(chǎn)生氣泡，最終溶液變?yōu)榫G色，生成的氣體為氧氣，且生成Cr3+。

(1)用以上裝置證明實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體有氧氣，產(chǎn)生的氣體干燥后通入銅粉，銅粉是否變色判定是否有氧氣生成，故裝置的連接順序是，故答案為：e、d、、；

(2)圖中儀器X的名稱是錐形瓶，故答案為：錐形瓶；

(3)在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)前首先要檢驗(yàn)裝置的氣密性，故實(shí)驗(yàn)步驟Ⅱ是：檢驗(yàn)裝置的氣密性，故答案為：檢驗(yàn)裝置的氣密性；

(4)實(shí)驗(yàn)中紫紅色溶液含有CrO5。驗(yàn)證紫紅色溶液中含有CrO5的操作及現(xiàn)象是：取少量紫紅色溶液加入試管中，加入乙醚，振蕩、靜置，液體分為兩層，上層呈藍(lán)色，故答案為：取少量紫紅色溶液加入試管中，加入乙醚，振蕩、靜置，液體分為兩層，上層呈藍(lán)色；

生成CrO5的反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，則該反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O，故答案為：Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O；

(5)對上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生氧氣、溶液變?yōu)榫G色的原因，做出的假設(shè)①是CrO5在酸性溶液中不穩(wěn)定，自身氧化還原生成Cr3+和O2；還能做出的假設(shè)②是CrO5在酸性溶液中與H2O2反應(yīng)生成Cr3+和O2，故答案為：CrO5在酸性溶液中與H2O2反應(yīng)生成Cr3+和O2；

(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇合適的試劑，驗(yàn)證（5）中的假設(shè)①，就是驗(yàn)證CrO5在酸性溶液中不穩(wěn)定，自身氧化還原生成Cr3+和O2，故可設(shè)計(jì)為：取一定體積的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定體積的的硫酸中，觀察現(xiàn)象，如果乙醚層由藍(lán)色變?yōu)闊o色，水層變?yōu)榫G色，則說明假設(shè)①成立，故答案為：取一定體積的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定體積的的硫酸中，觀察現(xiàn)象，如果乙醚層由藍(lán)色變?yōu)闊o色，水層變?yōu)榫G色，則說明假設(shè)①成立。