Question

【題目】無水三氯化鉻在工業上主要用作媒染劑和催化劑。某化學小組在氮氣的氛圍下用和在高溫下制備無水三氯化鉻，并測定所制得產品中三氯化鉻的質量分數。

實驗原理：

已知：①熔點為83℃，易潮解，易升華，易溶于水，高溫下易被氧氣氧化；

②沸點為57.6℃；

③在堿性條件下，能把氧化為；

在酸性條件下，能把還原為。

回答下列問題：

Ⅰ.氮氣的制備

（1）利用工業氮氣（混有、、）制取純凈干燥的氮氣的實驗裝置如圖1。按氣流方向（用小寫字母表示）寫出其合理的連接順序：a→________。

Ⅱ.無水三氯化鉻的制備

實驗裝置如圖2所示（加熱、夾持等裝置已略去）。

（2）通入的作用是_____________（寫出2點）。

（3）裝置A和裝置C的燒杯中分別盛放________、________。

（4）制備時生成的氣體（俗稱光氣）有毒，遇水發生水解，反應方程式為。為了防止污染環境，用足量的NaOH溶液吸收光氣，其化學方程式為________________。

（5）圖2裝置中有設計不合理的地方，你認為應該改進的措施有______________。

Ⅲ.產品中質量分數的測定

a.稱取產品，在強堿性條件下，加入過量的30%溶液，小火加熱使完全轉化為，繼續加熱一段時間；

b.冷卻后加適量的蒸餾水，再滴入適量的濃和濃，使轉化為；

c.用新配制的硫酸亞鐵銨標準溶液滴至橙紅色變淺（反應原理：），加入5滴二苯胺磺酸鈉指示劑，繼續滴定至溶液由紫藍色轉變為亮綠色且半分鐘內不變色即為終點。重復實驗3次，平均消耗標準溶液18.00mL。

回答下列問題：

（6）①上述操作a中“繼續加熱一段時間”的目的是________。

②加濃的目的是為了防止指示劑提前變色。若不加濃，則測得的的質量分數將________（填“偏低”、“偏高”或“不變”）。

③產品中的質量分數為________%（保留一位小數）。

Answer 1

【答案】 排出空氣、吹出蒸氣、吹出及尾氣熱水 熱水 冷水 裝置B與C之間的導管可能因凝華而發生堵塞，應換為較粗的導管或者在裝置C和D之間連接一個裝有無水氯化鈣的干燥管（或U形管） 加熱使過量完全分解，以免在酸性條件下，能把還原為 偏低 95.1%

【解析】

利用工業氮氣(混有、、)制取純凈干燥的氮氣，氣體的除雜順序為、、，反應前通入氮氣是為了排盡裝置內的空氣，反應中通入氮氣，是為了將蒸出，反應后通入氮氣，將殘留尾氣吹出進行處理，利用氧化還原反應計算質量分數。

⑴利用工業氮氣（混有、、）制取純凈干燥的氮氣，氣體的除雜順序為、、，因此通入順序；故答案為：。

⑵反應前通入氮氣是為了排盡裝置內的空氣，以免被氧氣氧化；反應中通入氮氣，是為了將蒸氣進入硬質玻璃管中參加反應；反應后通入氮氣，是為了將硬質玻璃管中的產物吹出以提高產率，并將殘留尾氣吹出進行處理，避免污染空氣；故答案為：排出空氣、吹出蒸氣、吹出及尾氣熱水。

⑶裝置A的燒杯中盛放熱水使汽化，裝置C的燒杯中盛放冷水使生成的凝華為固體；故答案為：熱水；冷水。

⑷可看成光氣的水解產物和HCl分別與足量NaOH反應生成和NaCl，因此化學方程式為；故答案為：。

⑸裝置B與裝置C之間的導管可能因凝華而發生堵塞，應該換為較粗的導管。為了防止三氯化鉻潮解，在裝置C和D之間連接一個盛有堿石灰的干燥管(或U形管)；故答案為：裝置B與C之間的導管可能因華而發生堵塞，應換為較粗的導管或者在裝置C和D之間連接一個裝有無水氯化鈣的干燥管(或U形管)。

⑹①加熱使過量完全分解，以免在酸性條件下，把還原為；故答案為：加熱使過量完全分解，以免在酸性條件下，能把還原為。

②若指示劑提前變色，消耗的標準液體積將偏小，則測得的含量偏低；故答案為：偏低。

③由離子方程式可知

，，故該實驗中的質量分數為；故答案為：95.1%。