Question

【題目】PbCrO4是一種黃色顏料，制備PbCrO4的一種實驗步驟如下：

已知：①Cr(OH)3(兩性氫氧化物)呈綠色且難溶于水。

②Pb(NO3)2、Pb(CH3COO)2均易溶于水，PbCrO4的Ksp為2.8×10－13，Pb(OH)2開始沉淀時pH為7.2，完全沉淀時pH為8.7。

③六價鉻在溶液中物種分布分數與pH關系如右圖所示。

④PbCrO4可由沸騰的鉻酸鹽溶液與鉛鹽溶液作用制得，含PbCrO4晶種時更易生成。

（1）實驗時需要配制100 mL 3mol·L－1CrCl3溶液，現有量筒、玻璃棒、燒杯，還需要的玻璃儀器是________。

（2）“制NaCrO2(aq)”時，控制NaOH溶液加入量的操作方法是________。

（3） “氧化”時H2O2滴加速度不宜過快，其原因是____________________________；“氧化”時發生反應的離子方程式為__________________________________________________。

（4） “煮沸”的目的是________。

（5） 請設計用“冷卻液”制備PbCrO4的實驗方案：________[實驗中須使用的試劑有：6 mol·L－1的醋酸， 0.5 mol·L－1Pb(NO3)2溶液， pH試紙]。

Answer 1

【答案】 100 mL容量瓶和膠頭滴管 不斷攪拌下逐滴加入NaOH溶液，至產生的綠色沉淀恰好溶解 減小H2O2自身分解損失 2CrO ＋3H2O2 ＋2OH－===2CrO＋4H2O 除去過量的H2O2 在不斷攪拌下，向“冷卻液”中加入6 mol·L－1的醋酸至弱酸性(pH略小于7)，將溶液加熱至沸騰，先加入一滴0.5 mol·L－1 Pb(NO3)2溶液攪拌片刻產生少量沉淀，然后繼續滴加至有大量沉淀，靜置，向上層清液中滴入Pb(NO3)2溶液，若無沉淀生成，停止滴加，靜置、過濾、洗滌、干燥

【解析】(1)配置100mL3mol·L-1CrCl3溶液，需要的最關鍵的玻璃儀器是100mL容量瓶和膠頭滴管；

(2)由于Cr(OH)3是兩性氫氧化物，難溶于水的綠色沉淀，所以滴加NaOH溶液時，要在不斷攪拌下直到綠色沉淀恰好完全溶解，即到NaCrO2溶液；

(3)H2O2用于將NaCrO2氧化為Na2CrO4，但H2O2不穩定，易分解，所以滴加速率不宜過快；反應的離子方程式為2CrO2-+3H2O2+2OH- =2CrO42-+4H2O；

(4)“煮沸”的目的是為除去過量的H2O2；

(5)“冷卻液”的主要成分為Na2CrO4，要想制備PbCrO4，根據已知信息②由Pb(NO3)2提供Pb2+，但要控制溶液的pH不大于7.2，以防止生成Pb(OH)2沉淀，由信息③的圖象可知，溶液的pH又不能小于6.5，因為pH小于6.5時CrO42—的含量少，HCrO4—的含量大，所以控制溶液的pH略小于7即可，結合信息④，需要先生成少許的PbCrO4沉淀，再大量生成。所以實驗操作為：在不斷攪拌下，向“冷卻液”中滴加6mol·L-1的醋酸至pH略小于7，將溶液加熱至沸，先加入一滴0.5mol·LPb(NO3)2溶液攪拌片刻產生少量沉淀，然后繼續滴加至有大量沉淀，靜置，向上層清液中滴入Pb(NO3)2溶液，若無沉淀生成，停止滴加，靜置、過濾、洗滌、干燥。