Question

【題目】氯化鉻晶體是一種重要的工業原料，工業上常用鉻酸鈉來制備。實驗室中以紅礬鈉為原料制備的流程如下：

已知：①；

②不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解；

③甲醇，無色液體，有毒，沸點64.7，易燃。

請回答：

(1)堿溶的目的是________________。

(2)還原時先加入過量再加入10%HCl，生成，該反應的離子方程式為________________。

(3)用蒸餾法從濾液中分離出循環使用。

①下列有關蒸餾實驗說法正確的是_________(填序號)。

A.蒸餾開始，應先加熱再通冷凝水

B.通過蒸餾可除去液體中難揮發或不揮發的雜質

C.若溫度計插入混合液中，則會收集到沸點偏高的雜質

D.當蒸餾沸點過高的成分時，應用空氣冷凝

②實驗設計用下圖裝置進行蒸餾，該裝置中存在的錯誤有_________。

③在改正后的裝置中，在儀器A中加入沸石，再加入濾液，蒸餾，收集蒸餾出的。有的同學認為，該過程中需要加入CaO，防止水隨一起蒸出，你認為是否有必要并說明理由：_______。

(4)請補充完整由過濾后得到的固體制備的實驗方案(可供選擇的試劑：鹽酸、硫酸、蒸餾水、乙醇、乙醚)：將過濾后所得固體__________，__________，冷卻結晶，過濾，__________，低溫干燥，得到。

Answer 1

【答案】將紅礬鈉(或Cr2O72-)轉化為鉻酸鈉(或CrO42-) 10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑ BD 用明火加熱、錐形瓶體系封閉 沒有必要，CH3OH參與反應的體系中有水 完全溶解于過量的鹽酸中 蒸發濃縮 用乙醚洗滌固體2～3次

【解析】

用40%NaOH將紅礬鈉(Na2Cr2O7)轉化為鉻酸鈉(Na2CrO4)，再用CH3OH將鉻酸鈉(Na2CrO4)還原為CrCl3溶液，加20%NaOH使Cr3+沉淀為Cr(OH)3，過濾，將過濾后所得固體用鹽酸溶解，最后將CrCl3的HCl溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾并用乙醚洗滌2～3次，低溫干燥，即得CrCl36H2O晶體。

(1)堿溶使Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+的平衡正向移動，將紅礬鈉(或Cr2O72-)轉化為鉻酸鈉(或CrO42-)，但所加40%NaOH不宜過量太多，因后需加更多的鹽酸還原，故答案為：將紅礬鈉(或Cr2O72-)轉化為鉻酸鈉(或CrO42-)；
(2)CH3OH將鉻酸鈉(Na2CrO4)還原為CrCl3溶液，反應為10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑，故答案為：10H++2CrO42-+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑；
(3)①A．實驗開始時，為防止冷凝管破裂，應先接通冷凝水，再點燃酒精燈加熱蒸餾燒瓶，故A錯誤；
B．CH3OH中難揮發或不揮發的雜質沸點高，CH3OH的沸點低，則利用蒸餾可以除去CH3OH等液體中難揮發或不揮發的雜質，故B正確；
C．分餾時測定餾分的溫度，溫度計插入蒸餾燒瓶的支管口處，故C錯誤；
D．水冷凝管溫度較低，溫差過大，冷凝管會炸裂，當蒸餾沸點過高的成分時，應用空氣冷凝，故D正確；
故答案為：BD；
②甲醇沸點為64.7℃，易燃，需用水浴加熱，不能用明火，錐形瓶體系封閉，不便于餾分收集，故答案為：用明火加熱、錐形瓶體系封閉；
③CH3OH參與反應的體系是水溶液，因此沒有必要加入CaO；故答案為：沒有必要，CH3OH參與反應的體系中有水；
(4)已知：CrCl36H2O不溶于乙醚，過濾后所得Cr(OH)3用過量的鹽酸溶解，最后將CrCl3的HCl溶液進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾并用乙醚洗滌2～3次，即得CrCl36H2O晶體；故答案為：完全溶解于過量的鹽酸中；蒸發濃縮；用乙醚洗滌固體2～3次。