Question

【題目】實驗室制備醋酸亞鉻水合物的裝置如圖所示， 涉及的化學方程式如下：

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]22H2O （s）

醋酸亞鉻水合物（[Cr（CH3COO）2）]22H2O，深紅色晶體）是一種氧氣吸收劑，通常以二聚體分子存在，不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于鹽酸。

請回答下列問題：

（1）檢查虛框內裝置氣密性的方法是_____________________________________。

（2）本實驗中所有配制溶液的水需煮沸，其原因是_________________________________。裝置4的作用是_________________________。

（3）將生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液混合時的操作是_________閥門A、__________閥門B （填“打開”或“關閉”）。

（4）本實驗中鋅粒須過量，其原因是__________________________________。

（5）為洗滌[Cr（CH3COO）2）]22H2O產品，下列方法中最適合的是________________。

A．先用鹽酸洗，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．先用乙醇洗滌，后用乙醚洗

（6）鉻元素在很多領域都有應用。氯化鉻酰(CrO2Cl2)在有機合成中可作氧化劑或氯化劑，能與許多有機物反應。寫出鉻元素的基態原子外圍電子排布式：_________________；與鉻同周期的所有元素的基態原子中最外層電子數與鉻原子相同的元素有_______________（填名稱）；CrO2Cl2常溫下為深紅色液體，能與CCl4、CS2等互溶，據此可判斷CrO2Cl2是________（填“極性”或“非極性”）分子。

Answer 1

【答案】（1）將裝置連接好，關閉A、B閥門，往裝置1中加水，打開活塞后，水開始下滴，一段時間后，如果水不再下滴，表明裝置氣密性良好。反之，則氣密性不好。（2分，其它合理答案也給分）

（2）去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化 可以防止空氣進入裝置3 （3）打開；關閉

（4）產生足夠的H2；與CrCl3充分反應得到CrCl2 （5）C

（6）3d54s1 鉀 銅 非極性

【解析】

試題分析：（1）可利用裝置內外壓強差來驗證裝置的氣密性：將裝置連接好，關閉A、B閥門，往裝置1中加水，打開活塞后，水開始下滴，一段時間后，如果水不再下滴，表明裝置氣密性良好。反之，則氣密性不好；

（2）整套裝置的工作原理是：先在裝置2中制備出二價的鉻離子，在制備過程中，因為二價鉻離子容易被空氣中的氧氣氧化成三價。因此在裝置2中，我們要放入足夠多的鋅粒，一是還原三價鉻，二是用來產生氫氣排除裝置內的空氣。反應開始前，應該先打開B讓氫氣充滿整個裝置，然后再關閉B，打開A，讓裝置2中的二價鉻離子進入裝置3，跟醋酸鈉反應生成醋酸亞鉻水合物。因此，醋酸鈉溶液應放在裝置3中，鹽酸應放在裝置1中；裝置4的作用是：可以防止空氣進入裝置3。本實驗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）將生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液混合時的操作是打開閥門A、關閉閥門B；這樣裝置2中的溶液就可以在氫氣的壓力下，將液體壓往裝置3中進行反應。

（4）本實驗中鋅粒須過量，其原因是：①產生足夠的H2；②與CrCl3充分反應得到CrCl2。

（5）洗滌[Cr(CH3COO)2)]2·2H2O產品，主要是洗去附著在表面的沒有反應掉的二價鉻離子、氯離子、醋酸根離子、鈉離子等，不能用乙醇和鹽酸，因為醋酸亞鉻水合物，是微溶于醇，易溶于鹽酸。因此先用水洗去雜質離子，再用乙醚來洗去多余的水。多余的乙醚可以揮發掉，答案選C。

（6）Cr的質子數是24，所以根據構造原理可知，鉻元素的基態原子外圍電子排布式為3d54s1。與鉻同周期的所有元素的基態原子中最外層電子數與鉻原子相同的元素還有K和Cu。CCl4、CS2等都是非極性分子，根據相似相溶原理可知，CrO2Cl2是非極性分子，屬于共價化合物。