Question

【題目】三氯化鉻是化學合成中的常見物質，三氯化鉻易升華，在高溫下能被氧氣氧化，堿性條件下能被H2O2氧化為Cr(Ⅵ)。制三氯化鉻的流程如下：

（1）重鉻酸銨分解產生的三氧化二鉻（Cr2O3難溶于水）需用蒸餾水洗滌的原因__________，如何判斷其已洗滌干凈_______。

（2）已知CCl4沸點為57.6℃，為保證穩定的CCl4氣流，適宜的加熱方式是________。

（3）用如圖裝置制備CrCl3時，主要步驟包括：①將產物收集到蒸發皿中；②加熱反應管至400℃，開始向三頸燒瓶中通入氮氣，使CCl4蒸氣經氮氣載入反應室進行反應，繼續升溫到650℃；③三頸燒瓶中裝入150mLCCl4，并加熱CCl4，溫度控制在50～60℃之間；④反應管出口端出現了CrCl3升華物時，切斷加熱管式爐的電源；⑤停止加熱CCl4，繼續通入氮氣；⑥檢查裝置氣密性。正確的順序為：⑥→③→__________。

（4）已知反應管中發生的主要反應有：Cr2O3 + 3CCl4 → 2CrCl3 + 3COCl2，因光氣劇毒，實驗需在通風櫥中進行，并用乙醇處理COCl2，生成一種含氧酸酯（C5H10O3），用乙醇處理尾氣的化學方程式為__________________________。

（5）樣品中三氯化鉻質量分數的測定

稱取樣品0.3300g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶(一種帶塞的錐形瓶)中，加熱至沸后加入1gNa2O2，充分加熱煮沸，適當稀釋，然后加入過量的2mol/LH2SO4至溶液呈強酸性，此時鉻以Cr2O存在，再加入1.1gKI，密塞，搖勻，于暗處靜置5分鐘后，加入1mL指示劑，用0.0250mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至終點，平行測定三次，平均消耗標準硫代硫酸鈉溶液24.00mL。已知：Cr2O+6I－+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。

①該實驗可選用的指示劑名稱為____________。

②移入碘量瓶的CrCl3溶液需加熱煮沸，加入Na2O2后也要加熱煮沸，其主要原因是____。

③樣品中無水三氯化鉻的質量分數為________。

Answer 1

【答案】 除去其中可溶性雜質(或除去固體表面的重鉻酸銨溶液) 取最后一次洗滌液適量于以試管中，向其中加入適量濃的氫氧化鈉溶液，加熱，取一片紅色石蕊試紙潤濕，粘在玻璃棒上，接近試管口，觀察試紙是否變藍，若不變藍，則洗滌干凈 水浴加熱（并用溫度計指示溫度） ②④⑤① COCl2+2C2H5OH →C2H5OCOOC2H5+2HCl 淀粉溶液 除去其中溶解的氧氣，防止O2將I－氧化，產生偏高的誤差 96.1%(數值在95%～97%不扣分)

【解析】分析：(1)重鉻酸銨分解不完全，還可能含有其它可溶性雜質；因為(NH4)2Cr2O7屬于銨鹽，可以通過檢驗銨根離子的方法檢驗是否洗凈；

(2)因為CCl4沸點為76.8℃，溫度比較低，因此保證穩定的CCl4氣流，可以通過水浴加熱來控制其流量；

(3)反應制備原理為Cr2O3+3CCl4→2CrCl3+3COCl2，四氯化碳在管式爐中反應管與Cr2O3反應，反應管出口端出現了CrCl3升華物時，切斷加熱管式爐的電源，停止加熱CCl4，繼續通入氮氣，將產物收集到蒸發皿；

(4)由分子式可知，COCl2中的2個Cl原子被2個-OC2H5代替，故乙醇與COCl2發生取代反應，-OC2H5取代氯原子生成C2H5OCOC2H5與HCl；

(5)①利用Na2S2O3滴定生成I2，I2遇淀粉顯藍色，可以用淀粉作指示劑；②溶液中有溶解的氧氣，氧氣可以氧化I-氧化，若不除去其中溶解的氧氣使生成的I2的量增大，產生偏高的誤差；③由Cr元素守恒及方程式可得關系式2Cr3+～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3，根據關系式計算。

詳解：(1)重鉻酸銨分解不完全，還可能含有其它可溶性雜質，用蒸餾水洗滌除去其中可溶性雜質；取最后一次洗滌液適量于以試管中，向其中加入適量濃的氫氧化鈉溶液，加熱，取一片紅色石蕊試紙潤濕,粘在玻璃棒上，接近試管口，觀察試紙是否變藍，若不變藍，則洗滌干凈，故答案為：除去其中可溶性雜質；取最后一次洗滌液適量于以試管中，向其中加入適量濃的氫氧化鈉溶液，加熱，取一片紅色石蕊試紙潤濕,粘在玻璃棒上，接近試管口，觀察試紙是否變藍，若不變藍，則洗滌干凈；

(2)因為CCl4沸點為76.8℃，溫度比較低，因此保證穩定的CCl4氣流，可以通過水浴加熱來控制其流量，并用溫度計指示溫度，故答案為：水浴加熱(并用溫度計指示溫度)．

(3)由(4)可知反應制備原理為Cr2O3+3CCl4→2CrCl3+3COCl2，四氯化碳在管式爐中反應管與Cr2O3反應，反應管出口端出現了CrCl3升華物時，切斷加熱管式爐的電源，停止加熱CCl4，繼續通入氮氣，將產物收集到蒸發皿，故操作順序為：⑥→③→②→④→⑤→①，故答案為：②④⑤①

(4)由分子式可知，COCl2中的2個Cl原子被2個-OC2H5代替，故乙醇與COCl2發生取代反應，-OC2H5取代氯原子生成C2H5OCOC2H5與HCl，反應方程式為COCl2+2C2H5OH→C2H5OCOC2H5+2HCl，故答案為：COCl2+2C2H5OH→C2H5OCOC2H5+2HCl；

(5)①利用Na2S2O3滴定生成I2，I2遇淀粉顯藍色，可以用淀粉作指示劑，I2反應完畢藍色褪去，故答案為：淀粉溶液；

②溶液中有溶解的氧氣，氧氣可以氧化I-氧化，若不除去其中溶解的氧氣使生成的I2的量增大，產生偏高的誤差，故加熱煮沸，其主要原因是：除去其中溶解的氧氣，防止氧氣將I-氧化，產生偏高的誤差，故答案為：除去其中溶解的氧氣，防止氧氣將I-氧化，產生偏高的誤差；

③令25.00mL溶液中n(Cr3+)，由Cr元素守恒及方程式可得關系式2Cr3+～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3，根據關系式計算，

2Cr3+～Cr2O72-～3I2～6Na2S2O3

2 6

n(Cr3+) 0.0250mol/L×0.024L

故n(Cr3+)=0.0250mol/L×0.024L×，所以250mL溶液中n′(Cr3+)=0.0250mol/L×0.024L××=0.002mol，根據Cr元素守恒可知n(CrCl3)=n′(Cr3+)=0.002mol，所以樣品中m(CrCl3)=0.002mol×158.5g/mol=0.317g，故樣品中無水三氯化鉻的質量分數為×100%=96.1%，故答案為：96.1%。