Question

9．三氯化鉻是化學(xué)合成中的常見物質(zhì)，三氯化鉻易升華，易水解，在高溫下能被氧氣氧化．制三氯化鉻的流程如下：

（1）重鉻酸銨加熱完全分解產(chǎn)生三氧化二鉻（見流程圖），寫出該化學(xué)方程式：（NH₄）₂Cr₂O₇$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂↑+4H₂O+Cr₂O₃，待三氧化二鉻冷卻后，需用蒸餾水洗滌（Cr₂O₃難溶于水），如何用簡單方法判斷其已洗滌干凈最后一次洗滌的流出液呈無色．
（2）制備CCl₄沸點為76.8°，為保證穩(wěn)定的CC1₄氣流，適宜的加熱方式是水浴加熱（并用溫度計指示溫度）．
（3）用如圖裝置制備CrCl₃時，反應(yīng)管中發(fā)生的主要反應(yīng)為Cr₂O₃+3CC1₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CrCl₃+3COCl₂，向三頸燒瓶中通入N₂的作用為①趕盡反應(yīng)裝置中的氧氣；②鼓氣使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)．

（4）制備CrC1₃時生成的氣體COCl₂（俗稱光氣）有毒，OCl₂遇水發(fā)生水解，反應(yīng)方程式為OCl₂+H₂O═CO₂↑+CHCl，為了防止污染環(huán)境，用NaOH溶液吸吸收光氣，其化學(xué)方程式為COCl₂+4NaOH=Na₂CO₃+2NaCl+2H₂O．
（5）仔細分析整套裝置，為了制取并收集到純凈的CrCl₃，明顯有一個不足之處，你認為應(yīng)該改進的一項措施是在裝置C和D之間連接一個盛有堿石灰的干燥管（或U形管）．

Answer 1

分析 根據(jù)流程圖知，重鉻酸銨分解產(chǎn)生的三氧化二鉻（Cr₂O₃難溶于水）、氮氣和水，然后洗滌、烘干得到Cr₂O₃，在加熱條件下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)Cr₂O₃+3CCl₄═2CrCl₃+3COCl₂，三氯化鉻易升華，在高溫下能被氧氣氧化，為防止三氯化鉻被氧化，通入氮氣，且充入的氮氣能使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)；最后得到無水三氯化鉻；
（1）重鉻酸銨分解產(chǎn)生的三氧化二鉻（Cr₂O₃難溶于水）、氮氣和水，根據(jù)電子守恒和原子守恒寫出此分解反應(yīng)的化學(xué)方程式；重鉻酸銨分解不完全，還可能含有其它可溶性雜質(zhì)；因為（NH₄）₂Cr₂O₇顯桔紅色，所以可以提供顏色來判斷；
（2）因為CCl₄沸點為76.8℃，溫度比較低，因此保證穩(wěn)定的CCl₄氣流，可以通過水浴加熱來控制其流量；
（3）氮氣不能氧化三氯化鉻且充入氮氣能使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)；
（4）根據(jù)光氣的水解產(chǎn)物CO₂和HCl分別與NaOH反應(yīng)生成Na₂CO₃和NaCl，書寫用NaOH溶液吸收光氣的化學(xué)方程式；
（5）結(jié)合三氯化鉻易升華，易水解，在高溫下能被氧氣氧化的性質(zhì)，分析裝置可知C和D之間缺少一個干燥裝置，會有水汽進入C中導(dǎo)致三氯化鉻水解．

解答 解：根據(jù)流程圖知，重鉻酸銨分解產(chǎn)生的三氧化二鉻（Cr₂O₃難溶于水）、氮氣和水，然后洗滌、烘干得到Cr₂O₃，在加熱條件下，在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)Cr₂O₃+3CCl₄═2CrCl₃+3COCl₂，三氯化鉻易升華，在高溫下能被氧氣氧化，為防止三氯化鉻被氧化，通入氮氣，且充入的氮氣能使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)；最后得到無水三氯化鉻；
（1）重鉻酸銨分解產(chǎn)生的三氧化二鉻（Cr₂O₃難溶于水）、氮氣和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂Cr₂O₇$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂↑+4H₂O+Cr₂O₃，因為（NH₄）₂Cr₂O₇顯桔紅色，最后一次洗滌的流出液呈無色，說明洗滌干凈，
故答案為：（NH₄）₂Cr₂O₇$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂↑+4H₂O+Cr₂O₃；最后一次洗滌的流出液呈無色；
（2）因為CCl₄沸點為76.8℃，溫度比較低，因此保證穩(wěn)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）氮氣不能氧化三氯化鉻且充入氮氣能使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)，為防止三氯化鉻被氧化且使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)，充入氮氣，
故答案為：①趕盡反應(yīng)裝置中的氧氣；
②鼓氣使反應(yīng)物進入管式爐中進行反應(yīng)；
（4）光氣有毒，為防止染污環(huán)境，用NaOH溶液吸收光氣生成碳酸鈉和氯化鈉，結(jié)合原子守恒得此反應(yīng)的化學(xué)方程式為COCl₂+4NaOH=Na₂CO₃+2NaCl+2H₂O，故答案為：COCl₂+4NaOH=Na₂CO₃+2NaCl+2H₂O；
（5）為防止三氯化鉻水解，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：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）．

點評 本題考查學(xué)生對的實驗方案原理的理解與評價，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目難度較大，理清實驗原理是關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力想考查，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識．