Question

15．四氯化錫（SnCl₄）是一種重要的化工產(chǎn)品．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下裝置制備SnCl₄．

已知：①金屬錫熔點(diǎn)231℃，化學(xué)活潑性與鐵相似；
②干燥的氯氣與熔融金屬錫反應(yīng)生成SnCl₄，SnCl₄的沸點(diǎn)114℃；
③SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機(jī)溶劑，且Sn²⁺易被氧化．
（1）試管Ⅱ中的試劑是飽和食鹽水．
（2）Ⅵ處裝置最好選用C（填序號(hào)）．

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，欲回收利用裝置I中未反應(yīng)完的MnO₂，需要的玻璃儀器有普通漏斗、玻璃棒、燒杯
（4）甲同學(xué)認(rèn)為V中產(chǎn)品可能含有SnCl₂，請(qǐng)利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在SnCl₂，簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象：取少量V中產(chǎn)品溶于水，滴加少量Br₂的四氯化碳溶液，溶液顏色褪去，則證明含有SnCl₂，否則不含．
已知：K MnO₄的氧化性強(qiáng)于氯氣供選擇的試劑：FeCl₂溶液、酸性K MnO₄溶液、稀鹽酸、Br₂的四氯化碳溶液
（5）實(shí)驗(yàn)用錫粒中含有雜質(zhì)Cu．乙同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定錫粒的純度．
第一步：稱(chēng)取7.5g錫粒溶入足量稀鹽酸中；過(guò)濾；
第二步：加入過(guò)量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺；
第三步：用1mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液滴定生成的Fe²⁺，發(fā)生反應(yīng)的表達(dá)式為（未配平）：
Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+H⁺→Cr³⁺+Fe³⁺+H₂O
第二步中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Sn²⁺+2Fe³⁺═Sn⁴⁺+2Fe²⁺，若達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)共消耗20mLK₂Cr₂O₇溶液，試計(jì)算錫粒中錫的百分含量95.2%．

Answer 1

分析 根據(jù)圖及實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹�，I是制備氯氣，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性，水易揮發(fā)，所以得到的氯氣中含有HCl、水，SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機(jī)溶劑，且Sn²⁺易被氧化，為防止生成的氯化物水解和產(chǎn)生雜質(zhì)，應(yīng)該用干燥純凈的氯氣，所以II是吸收氯化氫、III是干燥氯氣；
IV中反應(yīng)生成SnCl₄，SnCl₄的沸點(diǎn)較低，所以V降低溫度得到SnCl₄液體；VI中物質(zhì)要吸收尾氣且能干燥空氣；
（1）試管II目的是除去氯化氫；
（2）SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機(jī)溶劑，且Sn²⁺易被氧化，應(yīng)避免空氣中成分進(jìn)入裝置Ⅴ且能吸收尾氣；
（3）回收利用裝置I中未反應(yīng)完的MnO₂，二氧化錳難溶于水用過(guò)濾操作回收，應(yīng)該采用過(guò)濾方法；
（4）甲同學(xué)認(rèn)為V中產(chǎn)品可能含有SnCl₂，檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在SnCl₂，可以利用其還原性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；
（5）過(guò)量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被還原為亞鐵離子，結(jié)合原子守恒和電荷守恒寫(xiě)出離子方程式；
根據(jù)n=cV計(jì)算反應(yīng)中消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量；根據(jù)方程式可得關(guān)系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，據(jù)此計(jì)算n（Sn），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（Sn），利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算試樣中Sn的百分含量．

解答 解：根據(jù)圖及實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹�，I是制備氯氣，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣，濃鹽酸具有揮發(fā)性，水易揮發(fā)，所以得到的氯氣中含有HCl、水，SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機(jī)溶劑，且Sn²⁺易被氧化，為防止生成的氯化物水解和產(chǎn)生雜質(zhì)，應(yīng)該用干燥純凈的氯氣，所以II是吸收氯化氫、III是干燥氯氣；
IV中反應(yīng)生成SnCl₄，SnCl₄的沸點(diǎn)較低，所以V降低溫度得到SnCl₄液體；VI中物質(zhì)要吸收尾氣且能干燥空氣；
（1）分析裝置Ⅰ是制備氯氣的發(fā)生裝置，生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，需要除雜，通過(guò)飽和食鹽水除去氯化氫，通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣，進(jìn)入裝置Ⅳ和錫反應(yīng)生成SnCl₄，故答案為：飽和食鹽水；
（2）SnCl₂、SnCl₄均易水解，易溶于有機(jī)溶劑，且Sn²⁺易被氧化，應(yīng)避免空氣中成分進(jìn)入裝置Ⅴ，
A裝置可以吸收剩余氣體，但不能保證水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅴ，B裝置不能吸收剩余氯氣，裝置C可以吸收水蒸氣和二氧化碳，能避免空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅴ，故選C，
故答案為：C；
（3）回收利用裝置I中未反應(yīng)完的MnO₂，二氧化錳難溶于水用過(guò)濾操作回收，結(jié)合過(guò)濾裝置選擇需要的儀器為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯，
故答案為：普通漏斗、玻璃棒、燒杯；
（4）甲同學(xué)認(rèn)為V中產(chǎn)品可能含有SnCl₂，檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在SnCl₂，可以利用其還原性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，取適量溴的四氯化碳溶液向其中加入足量的產(chǎn)品振蕩，溶液顏色褪去，則證明含有SnCl₂，否則不含，
故答案為：取少量V中產(chǎn)品溶于水，滴加少量Br₂的四氯化碳溶液，溶液顏色褪去；
（5）第二步：過(guò)量FeCl₃，將Sn²⁺氧化成Sn⁴⁺，本身被還原為亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺，反應(yīng)中消耗的K₂Cr₂O₇的物質(zhì)的量為1.0mol/L×0.020L=0.02mol，
根據(jù)方程式可得關(guān)系式3Sn～3SnCl₂～6FeCl₃～6FeCl₂～K₂Cr₂O₇，
故n（Sn）=3n（K₂Cr₂O₇）=3×0.02mol=0.06mol，
Sn的質(zhì)量為：0.06mol×119g/mol=7.14g，
試樣中Sn的百分含量為$\frac{7.14g}{7.5g}$×100%=95.2%，
故答案為：2Fe³⁺+Sn²⁺=2Fe²⁺+Sn⁴⁺；95.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本操作、計(jì)算、分析判斷能力，涉及方程式的計(jì)算、氧化還原反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)基本操作等知識(shí)點(diǎn)，正確獲取信息并靈活運(yùn)用信息解答問(wèn)題是解本題關(guān)鍵，注意流程圖中發(fā)生的反應(yīng)，題目難度中等．