Question

10．錫及其化合物在生產(chǎn)、生活中有著重要的用途．已知：Sn的熔點(diǎn)為231℃；Sn²⁺易水解、易被氧化；SnCl₄極易水解、熔點(diǎn)為-33℃、沸點(diǎn)為114℃．
（1）用于鍍錫工業(yè)的硫酸亞錫（SnSO₄）的制備路線(xiàn)如下：
①步驟Ⅰ加入Sn粉的作用：防止Sn²⁺被氧化及調(diào)節(jié)溶液pH．
②步驟Ⅲ生成SnO的離子方程式：Sn²⁺+2HCO₃^-=SnO↓+2CO₂↑+H₂O．
③步驟Ⅴ操作依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、低溫干燥．
（2）實(shí)驗(yàn)室欲用如圖裝置制備少量SnCl₄（夾持裝置略），該裝置存在明顯缺陷，改進(jìn)方法是在A、B裝置間依次連接盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶．

利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)開(kāi)始裝置C中收集到有SnCl₄時(shí)即可熄滅B處酒精燈，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行的理由是熔融錫與氯氣化合的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且放出的熱足夠此反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行．
（3）取2.5g錫粉樣品與氯氣充分反應(yīng)后，C瓶增值5.22g，則樣品純度為95.2%．

Answer 1

分析 由于Sn²⁺易水解、易被氧化，加入鹽酸，抑制Sn²⁺水解，加入Sn粉可以與鹽酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH，還防止Sn²⁺被氧化，步驟Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，得SnCl₂溶液，向其中加碳酸氫鈉，調(diào)節(jié)溶液pH，使Mn元素以SnO形式沉淀，再過(guò)濾洗滌得純凈的SnO，加稀硫酸，得SnSO₄溶液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，制得SnSO₄晶體，濾液D中含有大量的NaCl等．
（1）①加入Sn粉可以與鹽酸反應(yīng)，調(diào)節(jié)溶液pH，還防止Sn²⁺被氧化；
②得到沉淀是SnO，Sn元素化合價(jià)為變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，變質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成Sn（OH）₂與二氧化碳，Sn（OH）₂再脫水得到SnO；
④沉淀為SnO表面附著著Cl^-，要想檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈，用硝酸、硝酸銀溶液檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有Cl^-；
（2）SnCl₄水解得到Sn（OH）₄與HCl，HCl與氨氣反應(yīng)得到NH₄Cl；
由于SnCl₄易水解，制備中應(yīng)在干燥環(huán)境中進(jìn)行，制備的氯氣中含有HCl、水蒸氣，需要除去，防止Sn與HCl反應(yīng)，SnCl₄水解；
熔融錫與氯氣化合的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且放出的熱足夠此反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行；
（3）SnCl₄極易水解、熔點(diǎn)為-33℃、沸點(diǎn)為114℃，取2.5g錫粉樣品與氯氣充分反應(yīng)后，C瓶增值5.22g為SnCl₄的質(zhì)量，結(jié)合元素守恒計(jì)算錫的純度．

解答 解：（1）①由信息可知，Sn²⁺易被氧化，加入Sn粉除調(diào)節(jié)溶液pH外，還防止Sn²⁺被氧化及調(diào)節(jié)溶液pH，
故答案為：防止Sn²⁺被氧化；
②得到沉淀是SnO，Sn元素化合價(jià)為變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，變質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)生成Sn（OH）₂與二氧化碳，Sn（OH）₂再脫水得到SnO，反應(yīng)離子方程為：Sn²⁺+2HCO₃^-=SnO↓+2CO₂↑+H₂O，
故答案為：Sn²⁺+2HCO₃^-=SnO↓+2CO₂↑+H₂O；
③由流程圖可知，操作V是從溶液中得到含結(jié)晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌得到，
故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；
（2）SnCl₄水解得到Sn（OH）₄與HCl，HCl與氨氣反應(yīng)得到NH₄Cl，反應(yīng)方程式為：SnCl₄+4NH₃+4H₂O=Sn（OH）₄+4NH₄Cl；
由于SnCl₄易水解，制備中應(yīng)在干燥環(huán)境中進(jìn)行，制備的氯氣中含有HCl、水蒸氣，需要除去，防止Sn與HCl反應(yīng)，SnCl₄水解，改進(jìn)方法是：在A、B裝置間依次連接盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶；
熔融錫與氯氣化合的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且放出的熱足夠此反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，
故答案為：在A、B裝置間依次連接盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶；熔融錫與氯氣化合的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且放出的熱足夠此反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行；
（3）取2.5g錫粉樣品與氯氣充分反應(yīng)后，C瓶增值5.22g為SnCl₄的質(zhì)量，物質(zhì)的量=$\frac{5.22g}{261g/mol}$=0.02mol，
則樣品純度=$\frac{0.02mol×119g/mol}{2.5g}$×100%=95.2%，
故答案為：95.2%．

點(diǎn)評(píng) 本題屬于拼合型題目，涉及物質(zhì)制備方案、化學(xué)工藝流程、物質(zhì)含量測(cè)定、元素周期表與元素周期律等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與良好的心理素質(zhì)，題目難度中等．