Question

【题目】重铬酸钾别名为红矾钾，室温下为橙红色晶体，溶于水，不溶于乙醇。它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质，而且是强氧化剂，在实验室和工业中都有很广泛的应用。实验小组研究酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应。相关资料如下：

序号	资料
①	Cr2(SO4)3溶液呈绿色
②	酸性条件下，K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5，CrO5进一步反应生成Cr3+和O2
③	CrO5可溶于水，易溶于乙醚得到蓝色溶液
④	乙醚是一种无色不溶于水，密度比水小的有机溶剂，化学性质稳定

甲同学采用如图装置进行实验，探究了酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应产物，实验步骤、操作等内容如下：

实验步骤	实验操作	实验现象
Ⅰ	组装仪器	——
Ⅱ	？	——
Ⅲ	向盛有H2O2溶液的仪器X中加入一定量的K2Cr2O7溶液和硫酸	溶液立即变为紫红色，此时pH=1，观察到溶液中持续产生气泡，最终溶液变为绿色

回答下列问题：

（1）用以上装置证明实验中产生的气体有氧气，装置的连接顺序是a→__→__→__→__。

（2）图中仪器X的名称是___。

（3）实验步骤Ⅱ是___。

（4）实验中紫红色溶液含有CrO5。

①验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是___。

②已知CrO5的结构式为，生成CrO5的反应，不是氧化还原反应，则该反应的离子方程式为___。

（5）对上述实验中产生氧气、溶液变为绿色的原因，做出的假设①是CrO5在酸性溶液中不稳定，自身氧化还原生成Cr3+和O2。你还能做出的假设②是___。

（6）设计实验，选择合适的试剂，验证（5）中的假设①，你的设计是___。

Answer 1

【答案】e d b(c) c(b) 锥形瓶 检验装置的气密性 取少量紫红色溶液加入试管中，加入乙醚，振荡、静置，液体分为两层，上层呈蓝色 Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O CrO5在酸性溶液中与H2O2反应生成Cr3+和O2 取一定体积的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定体积的pH=1的硫酸中，观察现象，如果乙醚层由蓝色变为无色，水层变为绿色，则说明假设①成立

【解析】

(1)根据氧气和铜反应生成黑色的氧化铜进行检验氧气的产生；制取气体的装置必须先检查装置的气密性；

(2)①CrO5可溶于水，易溶于乙醚得到蓝色溶液，可以此检验；
②酸性条件下，K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5，且生成CrO5的反应不是氧化还原反应；
(3)①实验II步骤i中消耗的CrO5与生成的O2的物质的量之比为2:3，反应中Cr元素化合价由+6价降低为+3价，0元素化合价由-1价升高到0价，且生成过氧化氢；②O2来源于CrO5、H2O2中的-1价O且-1价O过量，当CrO5的量相同时，生成O2的体积相同；
(4)溶液中持续产生气泡，最终溶液变为绿色，生成的气体为氧气，且生成Cr3+。

(1)用以上装置证明实验中产生的气体有氧气，产生的气体干燥后通入铜粉，铜粉是否变色判定是否有氧气生成，故装置的连接顺序是，故答案为：e、d、、；

(2)图中仪器X的名称是锥形瓶，故答案为：锥形瓶；

(3)在进行正式实验前首先要检验装置的气密性，故实验步骤Ⅱ是：检验装置的气密性，故答案为：检验装置的气密性；

(4)实验中紫红色溶液含有CrO5。验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是：取少量紫红色溶液加入试管中，加入乙醚，振荡、静置，液体分为两层，上层呈蓝色，故答案为：取少量紫红色溶液加入试管中，加入乙醚，振荡、静置，液体分为两层，上层呈蓝色；

生成CrO5的反应，不是氧化还原反应，则该反应的离子方程式为：Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O，故答案为：Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O；

(5)对上述实验中产生氧气、溶液变为绿色的原因，做出的假设①是CrO5在酸性溶液中不稳定，自身氧化还原生成Cr3+和O2；还能做出的假设②是CrO5在酸性溶液中与H2O2反应生成Cr3+和O2，故答案为：CrO5在酸性溶液中与H2O2反应生成Cr3+和O2；

(6)设计实验，选择合适的试剂，验证（5）中的假设①，就是验证CrO5在酸性溶液中不稳定，自身氧化还原生成Cr3+和O2，故可设计为：取一定体积的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定体积的的硫酸中，观察现象，如果乙醚层由蓝色变为无色，水层变为绿色，则说明假设①成立，故答案为：取一定体积的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定体积的的硫酸中，观察现象，如果乙醚层由蓝色变为无色，水层变为绿色，则说明假设①成立。